De nieuwste medische hulpmiddelen laten zien aan studenten, academici en mensen uit de industrie. Werkende prototypes die je gewoon mag aanraken. Dat is het doel van het symposium Design of Medical Devices dat eind oktober in de aula plaatsvond. Een selectie uit de inzendingen.
Het DMD symposium is gemodelleerd naar het zustercongres dat vanaf 2001 jaarlijks in Minneapolis, Minnesota gehouden wordt. Prof.dr.ir. Just Herder importeerde het concept en dr. John van den Dobbelsteen (eveneens faculteit 3mE) werd programmadirecteur:
“Het unieke aan dit symposium is dat het over werkende prototypes gaat. Als mensen alleen een onderzoek of een simulatie insturen komen ze er bij ons niet in. De plenaire praatjes zijn bij ons kort, zodat mensen meer tijd overhouden om de prototypes te bekijken, en liefst er aan te zitten. Vorig jaar reageerden mensen heel enthousiast op dat concept, zodat we het nu weer doen. Dat was aanvankelijk niet de bedoeling.”
In Amerika loopt het DMD-congres ieder jaar. Wat is hier de bedoeling?
“Het heet DMD-Europe, dus het kan best zijn dat het symposium in een andere Europese stad gehouden gaat worden. In Ierland bestaat daar belangstelling voor. Maar omdat we het symposium in 2016 willen combineren met het SMIT (Society of Medical Innovations & Technologies), lijkt het me leuk om het ook volgend jaar nog in Delft te houden. Dan staat het concept stevig op de kaart.”
In Minnesota zijn de duizend deelnemers gelijk verdeeld over studenten, academici en industrie. Hoe zit dat in Delft?
“Het Amerikaanse symposium is commerciëler van opzet. Dat is ook niet verwonderlijk als je weet dat Minnesota het Silicon Valley van de medische industrie is. Ze maken daar meer ruimte voor bedrijven dan wij doen. Wij willen geen bedrijfspresentaties voor kant-en-klare producten, maar alleen lopend onderzoek.”
Aanwezigheid van bedrijfsleven is toch belangrijk om de vindingen op de markt te brengen?
“Om een medisch apparaat op de markt te brengen is eerst klinisch onderzoek nodig. Vandaar dat we clinici uit de academische ziekenhuizen bij het symposium betrekken. Voor bedrijven kan het symposium van belang zijn om een inschatting te kunnen maken van de business case. Wij brengen de belanghebbenden bij elkaar.”
Wie zijn jullie bezoekers?
“Vorig jaar hadden we 200 deelnemers van wie 25 procent student was, 10 procent kwam uit de industrie en de rest bestond uit internationale academici uit technische en medische faculteiten.”
Wanneer is voor u het symposium geslaagd?
“Vorig jaar waren we verrast door de positieve reacties op ons format. Mensen gingen met een positieve ervaring naar huis. Voor ons telt niet het aantal deelnemers, en ook niet het aantal deals tussen onderzoekers en industrie. Ik wil dat mensen hier het gevoel krijgen dat ze nieuwe dingen hebben gezien die ze elders niet zien.”
| Beeldgeleide technologieën | ||
| endovasculair | 9 | |
| robotic devices | 9 | |
| Ondersteunende technologieën | ||
| gebruikersgerichte apparaten | 10 | |
| handapparaten | 9 | |
| Revalidatie | 15 |
Uit de categorie revalidatie: Oefenrobot
Per jaar krijgen zo’n 40 duizend Nederlanders te maken met een beroerte. Tussen 30 en 60 procent van hen houdt moeite met het gebruik van de armen en/of handen bij het vasthouden van een kopje of het open- of dichtmaken van knoopjes. Veel oefenen is vaak de enige manier om controle over de hand terug te winnen, al is succes niet gegarandeerd. De oefenrobot SCRIPT (Supervised Care an Rehabilitation Involving Personal Tele-robotics) is ontwikkeld om mensen te stimuleren bij het oefenen zonder de aanwezigheid van een therapeut. De soepel scharnierende handschoen met sensors en bijbehorende oefeningen op de computer is ontworpen door de universiteit Twente in samenwerking met Roessingh Research en Development (RRD), de universiteit van Hertfordshire, RU Robots en User Interface Design. De evaluatie werd verzorgd door RRD samen met revalidatiecentrum San Rafaele Pisana in Rome en de universiteit van Sheffield. Bewegingswetenschappper dr. Gerdienke Prange (RRD) leidde het onderzoek waarbij de robot werd uitgetest door 24 patiënten gedurende zes weken. De handschoen werd aangesloten op een computer en patiënten oefenden ermee aan de hand van motiverende computergames. Een therapeut kon de verrichtingen naderhand volgen en het programma indien nodig bijsturen. Drie van de patiënten haakten voortijdig af, de anderen oefenden er tussen de 13 en 284 minuten per week mee. Acht van hen (38 procent) waren er functioneel merkbaar op vooruit gegaan. “Dat is geen verkeerd resultaat” oordeelt Prange, “als je bedenkt dat interventies meestal maar bij een deel van de patiënten aanslaan.”
Uit de categorie Endovasculair: Vaatinspectie
Cardiologen willen graag weten hoe een kransslagader er van binnen uitziet. Hoe zit het met verkalking en de doorstroming van de aders? Er bestaan technieken om de binnenkant van een bloedvaten mee af te beelden. Dat gebeurt door een katheter met een speciale probe door het vat op te voeren en terug te trekken. De afbeelding van de vaatwand wordt tijdens het terugtrekken gemaakt. Daarvoor is nu naast de bestaande echoscopie een nieuwe techniek beschikbaar die met laser werkt: optical coherence tomography. De lasertechniek is sneller (tot 10 centimeter per seconde) en levert scherpere beelden op.
De techniek maakt gebruik van een micromotor (2 millimeter lang en 1 millimeter breed) met een spiegeltje aan de as die het laserlicht vanuit een optische fiber naar de vaatwand kaatst met een rotatiesnelheid van zo’n 5.000 omwentelingen per seconde. Die snelheid is van belang omdat de techniek wordt toegepast op een kloppend hart, en de afbeelding van zo’n tien centimeter aderlengte moet plaatsvinden tussen twee hartslagen in om verstoringen van het beeld te voorkomen. De langzamere echografie beeldt maximaal 3-4 centimeter per seconde af, zodat er altijd verstoringen zichtbaar zijn. De probe met de micromotor is ontwikkeld door dr. Tianshi Wang en collega’s van het thoraxcentrum van het medisch centrum van de Erasmusuniversiteit in samenwerking met het bedrijf Kinetron in Tilburg.
Uit de categorie handapparaten: Doorbloeding
Duur was het niet, de doorbloedingsmeter van dr.ir. Dennis van Gerwen (biomechanica bij faculteit 3mE). Drie tientjes voor de laserpen (dat kon minder) en twintig euro voor een webcam. Samen met een computer en wat programmeerwerk op MatLab doet zijn doe-het-zelf opstelling hetzelfde als een klinische doorbloedingsmeter van enkele tienduizenden euro’s.
Schijn met een laserpen op een oppervlakte en je ziet een patroon aan lichte en donkere spikkels ontstaan – het gevolg van versterking en uitdoving van het coherente laserlicht. Dat patroon verandert bij de minste verplaatsing, bijvoorbeeld doordat er bloed onder het oppervlak stroomt. Van Gerwen kijkt naar een klein gebiedje van de camera, van zeg zeven bij zeven pixels, en berekent daar de gemiddelde lichtsterkte van en de standaardafwijking. Als het vlak stilstaat is het contrast tussen de spikkels maximaal, en dus ook de standaardafwijking. Een goed doorbloede huid beweegt voldoende om het patroon te vervagen waardoor het contrast verlaagd wordt. Een proef op de eigen vinger waarbij hij zijn arm afknelde en weer losliet toonde aan dat de variatie in doorbloeding goed te meten was. De volgende stap is te laten zien dat het in ook een (gedoneerde) placenta werkt. En dan het geheel in een dunne endoscoop te bouwen voor onderzoek en interventie bij tweelingzwangerschappen in samenwerking met het LUMC.
Uit de categorie robotic devices: Op gevoel
Er wordt heel wat afgeprikt in Nederlandse ziekenhuizen. Het aantal ingrepen voor het nemen van weefselmonsters of de behandeling van organen met prikken bedraagt meer dan 50 duizend per jaar. De naaldpunt, die de TU ontwikkelt in samenwerking met het Laserlab van de VU Amsterdam, heeft een uiterst gevoelig puntje dat moet helpen om de arts te laten weten waar in het lichaam het instrument zich bevindt. Tevens moet het door kunnen geven hoe het interne weefsel aanvoelt.
“Chirurgen voelen aan de stijfheid van het weefsel vaak waar ze zitten”, vertelt promovendus Steven Beekmans (VU). Het gevoelige puntje zit beschermd als een stift in een vulpotlood. Het meet de stijfheid van het weefsel door er met een klein bolletje op een hefboom tegenaan te tikken. Naarmate het bolletje het weefsel verder indeukt is de stijfheid ervan minder. Die afstand wordt gemeten met een laserinterferentietechniek.
“De TU is het vooral te doen om krachten op een naald te meten om daarmee doorschieten tijdens een ingreep te voorkomen”, vertelt Beekmans. “De VU gaat het meer om de diagnostische waarde van weefselstijfheid. Zo is tumorweefsel vaak harder dan de omringde cellen, en dat geldt ook voor Alzheimerplakken in het brein.” Mogelijk vindt die kennis in een later stadium toepassing in een nieuw chirurgisch instrument.
Uit de categorie gebruikersgericht: Zitsnowboard
Na haar stage bij het Amerikaanse bedrijf Beneficial Designs dat zitski’s voor gehandicapten maakt, wilde Michelle Hoogwout als masterstudente biomechanica graag iets met gehandicaptensport doen. Ze kwam er achter dat er bij het Haagse bedrijfje ProDaptive bv (van TU alumna Gina van der Werf) een zitsnowboard met de naam MINI ontwikkeld was, waarmee je echter niet zelfstandig in een stoeltjeslift kon. Daar ontwikkelde Hoogwout een oplossing voor tijdens haar afstuderen bij ProDaptive.
De zitting van haar SnowGo is draaibaar op het board bevestigd (een snowboarder zit/staat haaks op de bewegingsrichting) en de handvaten zijn afneembaar. Aangekomen bij de skilift gebruikt de sporter de handvaten als prikstokken en draait de stoel in de voorwaartse richting zodat ze door de poortjes bij de lift kan komen. Daar aangekomen wacht ze tot de stoeltjeslift van onder en van achter het zitboard optilt en meeneemt. De sporter zit dan in de zitting van het snowboard op de stoeltjeslift. “Dat werkt echt geweldig”, vindt Hoogwout die het prototype zelf heeft uitgeprobeerd bij Snowworld in Landgraaf. En waar ze het argwanend kijkende liftpersoneel instrueerde om vooral de lift niet af te remmen. Zelfs de veiligheidssluiting kon gewoon gebruikt worden. Eenmaal overtuigd van de veiligheid heeft ze de SnowGo ook door een gehandicapte sporter laten uitproberen. Eerst met instructeur en daarna zelfstandig. Het prototype werkt, maar het board is (nog) niet in productie.
