Spierbeschadigingen nu in detail zichtbaar

De Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) heeft in samenwerking met het Academisch Medisch Cenctrum Amsterdam een techniek ontwikkeld waarmee complexe spierstructuren van patiënten nauwkeurig 3D in beeld kunnen worden gebracht. Ook is het mogelijk om met deze techniek zeer precies spierbeschadigingen te constateren.

De spierstructuur van de bekkenbodem van een van de proefpersonen

De techniek opent de deur naar veel betere en patiëntvriendelijke diagnose van spierziektes, en naar nauwkeurig, non-invasief spieronderzoek bij topsporters. Martijn Froeling promoveert maandag 29 oktober 2012 op dit onderzoek, aan de TU/e.

Froeling gebruikt diffusion tensor imaging (DTI), een MRI-techniek die de beweging van watermoleculen in levend weefsel ziet. Omdat spieren opgebouwd zijn uit vezels, is de beweging van watermoleculen in de richting van deze vezel anders dan in andere richtingen. Met die eigenschap is het mogelijk gedetailleerd spieren in beeld te brengen. Dat kon al met eenvoudige spieren op kleine schaal, maar dankzij het werk van Froeling kan het nu ook voor complexe spierstructuren en op grotere schaal. Belangrijker nog is dat met de verbeterde techniek ook zeer kleine spierbeschadigingen te zien zijn. Die zijn te detecteren doordat de watermoleculen in beschadigde vezels anders bewegen.

3D-beelden
Om zover te komen verbeterde de onderzoeker de data-acquisitie; dat is de manier waarop de MRI-scanner de spierpartij ‘doorlicht’. Dit mag niet te lang duren, omdat het niet aangenaam is lang in een MRI-scanner te liggen, maar het moet wel voldoende gedetailleerde en goede data opleveren. Verder verbeterde hij de verwerking van die data tot betrouwbare driedimensionale beelden. Artsen kunnen nu complexe spierstructuren vanuit alle hoeken gemakkelijk bekijken op een beeldscherm. Nieuwe apparatuur was er niet voor nodig, de onderzoekers werkten met standaard beschikbare klinische systemen.

Marathonlopers
Als praktijkstudie bekeek Froeling onder meer de bovenbenen van marathonlopers, een week voor een marathon, twee dagen erna en nog eens drie weken erna. Hij kon in de spieren duidelijk en nauwkeurig de beschadigingen zien na de marathon. Na drie weken waren er nog steeds afwijkingen in de spieren te zien, terwijl de lopers zelf vaak geen spierpijn meer voelden. Een andere studie betrof de bekkenbodem van vrouwen, een goed voorbeeld van een zeer complexe spierstructuur. De techniek bleek zeer goed in staat dit geheel nauwkeurig in beeld te brengen. Dit kan van groot belang zijn voor de diagnose van bijvoorbeeld baarmoederverzakking.

Zeshonderd spieraandoeningen
Het AMC Amsterdam en de TU Eindhoven gaan de techniek nu inzetten in twee onderzoeken, een naar post-poliosyndroom en een studie naar spinale musculaire atrofie. Volgens Froeling is het potentiële toepassingsgebied groot: er zijn zo’n zeshonderd spieraandoeningen, en die kunnen met deze techniek beter onderzocht worden. Daarvoor zijn wel vervolgstudies nodig: de techniek ziet weliswaar afwijkingen in de spieren, maar niet precies of het gaat om scheuring, vetinfiltratie of een andere afwijking. Ook moet nog duidelijk worden wat normale waardes zijn voor gezonde mannen en vrouwen van verschillende leeftijden, zodat er een vergelijkingskader komt om afwijkingen van verschillende soorten patiëntengroepen vast te stellen. Een ander soort toepassing is het doorlichten van topsporters, om tijdig spierbeschadigingen op te sporen of het herstel na blessures beter in te schatten.

Martijn Froeling promoveert maandag 29 oktober aan de TU Eindhoven op zijn proefschrift getiteld DTI of Human Skeletal Muscle, From Simulation to Clinical Implementation. Zijn promotor is prof.dr. Klaas Nicolay, TU/e-hoogleraar Biomedical NMR. De copromotoren zijn dr.ir. Gustav Strijkers (TU/e) en dr.ir. Aart Nederveen (AMC).