Gipsy Urrutia

Hartschade ontrafelen door beeldvorming van oefeningen en biomechanische modellering

Het hoofddoel bestaat uit de ontwikkeling van een op beeldvormingsmodellering gebaseerde technologie om lokale veranderingen in de eigenschappen van ventriculair weefsel tijdens inspanning te meten. Van dit type onderzoek wordt verwacht dat het de klinische beslissing ondersteunt om AVR (aortaklepvervanging) uit te voeren voordat onomkeerbare hartschade optreedt.

Dit project is aangevraagd door prof. dr. Cristobal Bertoglio (FSE) en dr. Tineke Willems (UMCG).

Start project: december 2023

The beginnings of the research

16/09/2024

Ik ben minder dan een jaar geleden begonnen met mijn PhD, en gedurende deze tijd, terwijl ik werkte aan onderzoek gericht op het opsporen van de ernst van aortastenose, heb ik uitgebreide kennis opgedaan – niet alleen over geneeskunde en programmeren, maar ook over cultuur en taal. Voordat ik verder ga, wil ik eerst iets uitleggen over deze ziekte.

Het hart is een van de meest vitale organen van levende wezens, en aortastenose is een van de ziekten die het hart kunnen aantasten, met directe gevolgen voor de aortaklep. Deze klep zorgt er samen met de andere hartkleppen voor dat het bloed in één richting stroomt. Aortastenose zorgt ervoor dat het klepweefsel verstijft, waardoor het niet goed kan openen en sluiten. Wanneer patiënten deze aandoening ervaren, begint het hart schade op te lopen, waarvan een deel onomkeerbaar kan zijn, zelfs na een operatie.

Deze ziekte treft voornamelijk oudere patiënten of mensen met reeds bestaande aandoeningen. Het is een stille ziekte, wat betekent dat de symptomen vaak pas verschijnen na een aanzienlijke verslechtering van het hart, vooral bij mensen met een sedentaire levensstijl. Dit maakt de diagnose complex, en zodra de symptomen zich manifesteren, vordert de ziekte snel. De primaire behandeling is een operatie, waarbij een prothetische klep de originele klep vervangt, maar in veel gevallen verhindert het gevorderde stadium van de ziekte een aanzienlijke verbetering.

Momenteel is het belangrijkste criterium voor een operatie de aan- of afwezigheid van symptomen. Uit onderzoek blijkt echter dat de ernst van de ziekte niet uitsluitend wordt bepaald door de klepstijfheid.

Het doel is om op beeldvorming en modellering gebaseerde technologie te ontwikkelen om lokale veranderingen in de eigenschappen van ventriculair weefsel tijdens inspanning te meten, aangezien symptomen vaak voorkomen bij fysiek actieve individuen.

Deze aanpak omvat het maken van 3D-contractiliteitskaarten door middel van biomechanische-computationele modellering van het hart, gepersonaliseerd met behulp van cardiale MR-oefeningen. Op de lange termijn is het doel om klinische beslissingsondersteuning te bieden voor het uitvoeren van aortaklepvervanging (AVR) voordat onomkeerbare hartschade optreedt.

Tot nu toe heb ik de harten van patiënten kunnen nabootsen in 3D-modellen om de hartfunctie te simuleren. Om dit te doen, moest ik verschillende stappen voltooien: ten eerste het bestuderen van de MRI’s; ten tweede, het uitvoeren van segmentatie; ten derde, het uitvoeren van nabewerking, waarbij het model wordt verfijnd; en ten slotte het ontwerpen van het simulatiegaas. De uitdaging ligt in het programmeren van het weefselmateriaal, dat bestaat uit vezels, en het simuleren van hartfuncties met behulp van patiëntgegevens. Ik hoop binnenkort meer voortgang te kunnen melden.