Wetenschap, zaterdag 4 mei

Bloedstollend geluid

CHIRURGEN LEREN OPEREREN MET ULTRASOON GELUID

Bruno van Wayenburg

Bloed stolt en weefsel sterft als het wordt bestraald met ultrasoon geluid. Chirurgen proberen kanker te behandelen met de techniek. In het Amerikaanse leger stelpen ze er bloedingen mee.

Het geluid van nagels over een schoolbord wordt door sommige mensen als bloedstollend ervaren, maar geluid dat bloed echt kan doen stollen is onhoorbaar. In een nieuwe medische techniek met oude wortels wordt ultrasoon geluid tussen 1 en 10 miljoen hertz gericht op een brandpunt ter grootte van een rijstkorrel, binnenin het lichaam. Alleen daar wordt de temperatuur zo'n 60 graden Celsius, doordat de moleculen de geluidsenergie opnemen en in warmte omzetten. Ter plekke stolt bloed en sterft weefsel, terwijl cellen even buiten het brandpunt onaangetast blijven. De techniek is onderwerp van een groeiende wetenschappelijke belangstelling, als middel om kanker en goedaardige gezwellen te bestrijden zonder in de patiënt te snijden, maar ook om ernstige interne bloedingen te stelpen.

``Het is eigenlijk gewoon cauterisatie, het dichtbranden van bloedvaten zoals geneesheren dat lang geleden deden met een stuk heet ijzer'', zegt prof.dr. Gail ter Haar over die laatste toepassing. Ter Haar, een Britse natuurkundige aan het Royal Marsden Hospital in het Britse Surrey, werkt vanaf 1977 aan `High Intensity Focused Ultrasound' (HIFU), zoals de techniek in vaktermen heet.

De ultrasone trillingen worden geproduceerd door een schotelvormige transducer, een metalen luidspreker in de vorm van een schotel, legt ze uit. Deze wordt aangedreven met piëzo-elektrische elementen, kristallen die onder elektrische spanning van lengte veranderen. Een vereiste voor een goede focussering is dat het onderliggende weefsel relatief homogeen is, dus geen bot of lucht bevat.

scheuren

De onderzoeksgroep van Shahram Vaezy van de universiteit van Washington in Seattle stuitte vijf jaar geleden op de techniek. ``Voor het leger waren we op zoek naar een draagbaar apparaat om snel bloedingen te kunnen stelpen in het veld'', vertelt Vaezy. Met een aantal collega's testte hij de bloedstollende eigenschappen op scheuren in de lever en milt van varkens, en in bloedvaten tot acht millimeter dikte. De vaten dichtten binnen seconden tot minuten.

Kleine vaten klappen dicht onder invloed van de warmte, zagen de onderzoekers, vermoedelijk doordat water ter plekke verdampt en het weefsel krimpt. Scheuren in grotere vaten koeken dicht doordat uit het bloed een eiwit, fibrine, neerslaat en een netwerk vormt dat de wond afsluit. Ook kunnen bij voldoende intensiteit tijdelijk kleine gasbellen ontstaan rond het brandpunt, die het weefsel beschadigen waardoor er een homogene massa ontstaat die de wond afdekt.

``We zijn er erg op gebrand om het ontwerp voor de toepassing in het veld door de klinische onderzoeken te krijgen'', zegt Vaezy, die nu werkt aan het miniaturiseren van de apparatuur en elektronica om een handzame versie te krijgen, ``maar het lijkt ook geschikt te zijn voor de operatietafel. Nu worden mensen met ernstige, gecompliceerde bloedingen vaak volgestopt met gaas dat druk uitoefent op de gescheurde vaten. De hoop is dat het bloeden stopt, maar het gaas moet er later wel weer uitgehaald in een tweede operatie na een paar dagen.'' Met HIFU zou het bloeden zonder extra, belastende, operaties gestopt kunnen worden.

HIFU-onderzoeker van het eerste uur Ter Haar werkt aan het behandelen van leverkanker. ``Toen we met dit onderwerp begonnen, dachten mensen dat ik gek was. Maar de afgelopen jaren is de interesse enorm gegroeid'', zegt Ter Haar, voorzitter van de vorig jaar opgerichte International Society for Ultrasound Surgery. ``Pas nu zijn de beeldtechnieken goed genoeg om deze ultrageluidtoepassing bruikbaar te maken'', verklaart ze de oplevende belangstelling.

Echoscopie, ook met hulp van ultrageluid, is tamelijk goedkoop, en mogelijk zelfs draagbaar te maken. ``Een nadeel is dat je het behandelde weefsel niet kunt onderscheiden, maar dat is op te lossen als je de bundel zo hard zet dat er gasbellen ontstaan'', legt Ter Haar uit. De belletjes kaatsen de echoscopiebundel terug.

Andere onderzoekers werken aan de techniek in combinatie met de afbeeldingstechniek MRI, magnetic resonance imaging, die echter grotere en duurdere apparatuur vergt.

Behandelingen van kanker in relatief homogene weefsels als de nieren, borst en de prostaat, en goedaardige gezwellen in de baarmoeder, zijn nog experimenteel. Voor de behandeling van goedaardige vergrotingen van de prostaat pakten de resultaten minder goed uit. Het verst is de ontwikkeling van een HIFU-behandeling van de veel voorkomende prostaatkanker. De resultaten zijn vergelijkbaar met die van de standaardbehandeling: het volledig wegsnijden van de zwelling, al is er over de lange-termijneffecten minder bekend. Twee firma's verkopen apparatuur voor de behandeling die in Europa is toegestaan, maar in Nederland niet wordt vergoed door de verzekeringen.

tumor

In het Radboudziekenhuis in Nijmegen hebben uroloog dr. Jean de la Rosette en collega's een studie met twintig prostaatkankerpatiënten uitgevoerd bij wie de prostaat chirurgisch verwijderd zou worden. De tumor kon helemaal gedood worden met HIFU, zo bleek bij onderzoek van het later verwijderde weefsel van één behandelde prostaathelft.

Tegenover het voordeel dat er geen operatie nodig is en slechts een korte opname, staat het nadeel dat het dode weefsel zwelt. ``De behandeling is dus niet geschikt voor mensen met plasproblemen'', zegt De la Rosette. Ook voor patiënten met erg agressieve tumoren is de techniek niet geschikt, terwijl te grote tumoren door de huidige apparatuur niet helemaal behandeld kunnen worden.