Diepbreinstimulatie (DBS) kan onder meer Parkinson-patiënten verlossen van ongecontroleerd bewegen of trillen. De bestaande technologie om DBS-elektrodes in de hersenen te plaatsen is echter onnauwkeurig, waardoor alleen topspecialisten een goede succesratio halen. Marc Janssens van de TU Eindhoven ontwikkelde daarom nieuwe instrumenten, waarmee hersenchirurgen met minder ervaring met DBS de elektrode ook nauwkeurig op de juiste plek in de hersenen kunnen plaatsen. Dat kan de wachtlijsten helpen verkorten. Janssens promoveert op 25 juni.
Marc Janssens promoveert bij prof.dr.ir. Maarten Steinbuch, hoogleraar Control Systems Technology.
Bij DBS plaatst de chirurg elektrodes diep in het brein, via kleine openingen boven in de schedel. De elektrodes zijn aangesloten op een ‘pacemaker’ die pulsen afgeeft, waardoor het ongecontroleerd bewegen en trillen van ledematen vrijwel helemaal onderdrukt kan worden. De behandeling maakt een normaal leven weer mogelijk voor patiënten. Helaas zijn de wachttijden lang, meldde De Telegraaf in februari nog, wat leidde tot Kamervragen. In Nederland kan de wachttijd oplopen tot twee jaar, en ook in andere landen bestaat dit probleem.
Sinds jaren ’90 niet meer veranderd
De DBS-elektroden moeten bij Parkinson-patiënten meestal in de nucleus subthalamicus uitkomen, een cruciaal deel van de hersenen dat maar 8 bij 4 millimeter groot is. Het grootste deel ervan is gericht op bewegingen, maar de randen controleren onder meer emoties en leerprocessen. Uiterst nauwkeurige plaatsing is dus essentieel. De huidige plaatsingstechniek, die in wezen sinds de uitvinding van DBS in de jaren ’90 niet veranderd is, is daarbij de bottleneck.
Foutenmarge
Chirurgen plaatsen DBS-elektrodes nu nog middels een op het hoofd van de patiënt geklemde constructie die eigenlijk te slap is voor die nauwkeurige taak. Maar de grootste onnauwkeurigheid ontstaat doordat er geen vast referentiepunt is voor de plaatsing van de elektrodes. De artsen lokaliseren eerst het doel in de hersenen met een MRI-scan, en met een CT-scan leggen ze daarna de positie vast van de schedel ten opzichte van de constructie op het hoofd, het stereotactisch frame. Die twee beelden worden over elkaar gelegd om te zien waar het doel zich bevindt ten opzichte van het frame. Daarbij ontstaat een foutenmarge die enkele millimeters groot kan zijn, wat fors is gezien de kleine afmeting van het doel, de nucleus subthalamicus.
Vast referentiepunt
Marc Janssens ontwikkelde een geheel nieuwe techniek die veel nauwkeuriger is. De sleutelrol daarin heeft de door hem ontwikkelde adapterschijf, die de ingreep een vast referentiepunt geeft. Deze schijf wordt met drie chirurgische schroeven op het achterhoofd gezet. Dat is veel minder onaangenaam en minder pijnlijk dan het stereotactisch frame, dat met vier pinnen, door de huid heen, op het hoofd zit geklemd. De schijf bevat een referentiedriehoek die op de MRI-scan goed zichtbaar is.
Bijzonder compact en stijf
Na het maken van de MRI-scan gaat de patiënt naar het nieuwe instrument dat Janssens ontwierp en bouwde voor de plaatsing van de elektrodes. De adapterschijf, die nog op het hoofd zit, wordt daarop vastgeklikt, waardoor de patiënt het vaste referentiepunt meeneemt. Zijn plaatsingsinstrument is bijzonder compact en stijf, waardoor een veel hogere precisie mogelijk is dan met de klassieke plaatsingsboog. In combinatie met het vaste referentiepunt krijgt de procedure naar verwachting een nauwkeurigheid van een millimeter of minder.
Nu wel onder narcose
Daardoor kunnen hersenchirurgen die deze ingreep niet vaak doen, toch succesvolle ingrepen doen. Een bijkomend voordeel is dat patiënten in principe niet meer bij bewustzijn hoeven te zijn. In de huidige praktijk is dat wel nog nodig: de chirurg heeft reacties van de patiënt nodig om te zien of de elektrodes op de juiste plaats zitten. De patiënt moet de urenlange, onaangename procedure dus van A tot Z meemaken. Met de nieuwe, hoge nauwkeurigheid is de feedback van de patiënt niet meer nodig, waardoor die de operatie rustig onder narcose kan ondergaan. Al met al kan dit de drempel voor de DBS-ingrepen flink omlaag brengen, waardoor deze succesvolle behandeling voor meer patiënten beschikbaar kan komen.
Ambachtelijkheid
Bij mechanische instrumenten waarbij hoge precisie cruciaal is, wordt al snel aan hightech robotische oplossingen gedacht. Bijzonder aan de instrumenten van Janssens is dat er geen elektronica bij komt kijken; ze zijn volledig handbediend. Deze ambachtelijkheid maakt het instrument bijzonder betrouwbaar, licht, compact en relatief goedkoop. Het bedrijf Eindhoven Medical Robotics is van plan om het instrument verder te ontwikkelen en op de markt te gaan brengen.
