Een gepersonaliseerd model van het hart
Wiskundige Cristóbal Bertoglio maakt gepersonaliseerde computermodellen van het menselijk hart. Samen met zijn team werkt hij aan wiskundige methoden om de benodigde informatie nauwkeurig uit een MRI-scan te herleiden. Bertoglio: ‘Zo’n gepersonaliseerd hartmodel kan bijvoorbeeld helpen om hartschade vroeg op te sporen, of om de gevolgen van aangeboren hartproblemen in kaart te brengen.’
Bertoglio toont een plastic modelletje van een hart: ‘Kijk, sommige mensen hebben door een aangeboren afwijking een gat hier, tussen twee hartkamers in. Of juist ergens een obstructie. Dat beïnvloedt hoe snel het bloed stroomt, en met welke druk.’ Uiteindelijk willen de onderzoekers in een computermodel precies nabootsen hoe die bloedstromingen eruit zien bij een specifieke hartpatiënt.
Om zo’n gepersonaliseerd model te kunnen maken, begin je eerst met een algemeen model van het hart, legt Bertoglio uit. In feite is dat niet meer dan een stel wiskundige formules die de stromingen van het bloed beschrijven. Vervolgens geeft een MRI-scan informatie over de individuele patiënt. ‘De uitdaging is om uit die MRI-beelden te herleiden welke vervorming van het hart daar de oorzaak van is,’ legt Bertoglio uit, en met zijn team werkt hij aan de benodigde wiskundige technieken om die stap te maken.
‘Vergelijk het maar met de weermodellen van het KNMI,’ vertelt Bertoglio. ‘Die doen een bepaalde voorspelling over het weer op 11 mei in Groningen, maar het KNMI meet ook hoe het weer daadwerkelijk uitpakt. Met die informatie kunnen ze hun weermodellen verbeteren.’ Of, in het geval van hartmodellen: het generieke hartmodel voorspelt hoe de bloedstromingen er op de MRI uit zullen zien, en door te kijken hoe het er écht uitziet tijdens de MRI, wordt het hartmodel beter kloppend voor specifieke patiënten. Bertoglio: ‘We zijn momenteel onze methodes aan het testen met gegevens die we samen met onze partners bij Universitair Medisch Centrum Groningen hebben verzameld, en de resultaten zien er veelbelovend uit.’
Tekst: FSE Science Newsroom | Charlotte Vlek
Foto’s: Reyer Boxem
In Makers van de RUG belichten we elke twee weken een onderzoeker die iets concreets heeft ontwikkeld: van zelfgemaakte meetapparatuur voor wetenschappelijk onderzoek tot kleine of grote producten die ons dagelijks leven kunnen veranderen. Zo dragen RUG-onderzoekers bij aan oplossingen voor grote wetenschappelijke en maatschappelijke uitdagingen. Eerdere portretten van Makers van de RUG vind je op de overzichtspagina.
Techniekonderwijs en -onderzoek maken bij de RUG al decennia deel uit van een breed palet aan sterke disciplines en landelijk werken we steeds intensiever samen met de vier technische universiteiten.