Wetenschappers maken nauwkeurige 3d-print van het hart

Wetenschappers van een Amerikaans kinderziekenhuis hebben een manier beschreven om een zeer nauwkeurige 3d-print te maken van het hart. Door met meer detail het hart van een patiënt te printen moet het bijvoorbeeld gemakkelijker worden om diagnoses te stellen.

De nieuwe manier voor het maken van een 3d-scan werkt met verschillende beeldvormingsmethoden, zo beschrijven de onderzoekers. Er wordt een scan gemaakt met een ct-scanner en er worden beelden gemaakt met een 3d-echocardiograaf. Die methode bleek volgens de wetenschappers goede beelden op te leveren en maakt het ook mogelijk om er een derde technologie bij te betrekken: de mri-scanner, die met magnetisme beelden maakt.

Door het combineren van de gegevens van de verschillende scanmethodes kon er volgens de bedenkers een nauwkeuriger beeld van het hart worden gemaakt dan tot nu toe mogelijk was. Vervolgens zijn de gegevens omgezet naar een 3d-print. Het uitgeprinte hart kan worden gebruikt door dokters, die bijvoorbeeld aan de anatomie kunnen zien wat er mis is met het hart van een patiënt. Zo kan een arts beter beslissen of een aandoening wel of geen operatie behoeft.

Het hart bestaat uit verschillende structuren, zoals de boezems en de kamers, die niet allemaal met een technologie even goed zichtbaar zijn te maken. Of het verbeteren van de scanmethode ook kan zorgen voor het printen van een transplanteerbaar hart, daar lieten de wetenschappers zich niet over uit.

Reacties (31)

Nu nog een 3d uitgeprint hart die ook functioneel is. Kan je een scan maken van je hart als je nog gezond bent en op het moment dat je hart slechter wordt, print je een nieuwe uit en laat je die weer plaatsen.

Te mooi om waar te zijn natuurlijk, misschien ooit eens, maar het uitprinten zoals in het nieuwsbericht is natuurlijk een goede ontwikkeling. Straks een full body scan en je kan je hele lichaam uitprinten waarin alle details zichtbaar worden...

Nu nog een 3d uitgeprint hart die ook functioneel is. Kan je een scan maken van je hart als je nog gezond bent en op het moment dat je hart slechter wordt, print je een nieuwe uit en laat je die weer plaatsen.

Hoewel het artikel de nadruk legt op het 3D-printen, is dat niet bepaald nieuw. Waar de vordering echt in zit is het combineren van meerdere, verschillende soorten scans, tot één (veel nauwkeuriger) model.

Voor het bepalen óf er een operatie nodig is en hoe die dan precies uitgevoerd moet worden, kan ik me inderdaad voorstellen dat dat een zeer nuttig hulpmiddel is. Of je het model nou wilt uitprinten of, zoals Capibara voorstelt, toch op een scherm bekijken, het model heb je sowieso nodig.

Op het moment dat de operatie er niet zozeer om draait een hart te "repareren", maar compleet te vervangen, maakt het dan nog heel veel uit of het nieuwe hart exact dezelfde vorm heeft als het oorspronkelijke hart? Ik bedoel, als het vervangen moet worden, dan is er iets behoorlijk mis, dikke kans dat je juist geen exacte kopie wilt maken, toch? Dit zijn aannames, geen rhetorische vragen; mijn kennis van geavanceerde biologie en geneeskunde is zeer beperkt.

Ik had gehoopt dat die 3D print hype ondertussen wel voorbij was, het gaat meer om de mogelijkheid om meerdere scans te combineren dan om de print. Als je een CT of MRI scan ooit hebt gehad en je hebt een kopie mee naar huis genomen dan is het redelijk eenvoudig om daar een 3D model uit te halen die je kan printen. ik kan mijn schedel printen en heb daar (als tegenprestatie) voor het fablab een handleiding voor gemaakt.
http://www.fablabamersfoort.nl/nl/node/615
Het uitprinten van het model voegt weinig functionaliteit toe t.o.v. op het scherm bekijken. Er verdwijnt wel functionaliteit. Dus ik kan me voorstellen dat de artsen de voorkeur geven aan het digitale model waar je dorsnedes kan maken. Met invesalius(freeware) kan je vanuit een ct scan verschillende modellen maken, eentje die het spierweefsel weergeeft waar je dan semi transparant het vetweefsel overheen kan leggen.

Dit is niet zo'n hype als dat het lijkt. Waar het hier om gaat is "congential heart disease". Oftewel aangeboren afwijkingen aan het hart. (Van daar ook kinderziekenhuis). Het soort afwijking waar het hier om gaat zit vaak in de morfologie: Kransslagaderen die verkeerd liggen (met risico op afklemming, verhoogd risico op blokkades), niet goed gesloten hartwand, afwijkingen aan de kleppen, enz. Dit zijn allemaal afwijkingen die aanzienlijk makkelijker te beoordelen zijn als je er een model van in je hand hebt. Vooral ook omdat het dan veel makkelijker is om te bekijken wat er eventueel aan behandeling gedaan kan worden. Heb ik ruimte voor een bypass? Als ik dat gat dicht wil maken, heb ik dan wel voldoende gezond weefsel om te hechten? Is het überhaupt wel noodzakelijk? Die hartklep, wat is er mee mis, en hoe beïnvloed dat de functionaliteit?

Door transesophageal echocardiogram (TEE) als techniek te gebruiken (geen cardiograaf) heb je een hoge resolutie, zowel ruimtelijk als in tijd) op de weke delen hetgeen helpt met het in kaart brengen van die kransslagaders en kleppen. De CT is handig voor de generieke morfologie, en helpt je met het plaatsen van de gedetailleerde TEE informatie.

Even een losse opmerking, niet als flame bedoeld, ik snap dat ik hierop een techniek forum zit, maar even iemand naar het artikel laten kijken die verstand heeft van de medische kant van het verhaal zou wel helpen: Belangrijke informatie ontbreekt, en sommige informatie (zoals die cardiograaf) is gewoon onjuist.

Mij lijkt dat je meer aan een beeldmodel dan aan een fysiek model kunt hebben. Je kunt een beeld laten "kloppen". Je kunt het aan alle kanten bekijken, inclusief de binnenkant. Je kunt doorsneden bekijken. Je kunt er makkelijk mee rekenen (zoals de ejectiefractie bepalen, de ratio tussen grootste en kleinste volume van het hart).

Dat hangt er dus volledig van af waar je naar kijkt. Aangeboren afwijkingen zijn vaak morfologisch. Het heeft dus geen enkel nut om daar functie metingen aan te doen. Belangrijker is dat je niet alleen naar het probleem wil kijken, maar ook naar de mogelijkheden om het op te lossen.
Doorsnedes kun je makkelijk maken door het model splitsbaar te maken. Je print dit natuurlijk niet als een volledig dicht hart. Tenzij je bijvoorbeeld de kransslagaders wil bekijken, dan een een print van alleen de buitenkant juist weer wel handig.
Dus zeker, je kunt in sommige gevallen meer hebben aan de beelden in de computer. Maar soms is een model wat je in de hand kunt houden handiger.

Je hebt klaarblijkelijk geen verstand van medische zaken en het verschil tussen 2D en 3D voor menselijke perceptie.

Misschien helpt het als het wat concreter beschreven wordt:
http://www.telegraaf.nl/g...leven_baby_Jasmijn__.html

[Reactie gewijzigd door jopiek op 28 juni 2015 12:06]

jopjek, je begrijpt me (waarschijnlijk) verkeerd, met invesalius kan je de 2Dscans in 3D weergeven zonder dat je m hoeft te printen. Ik heb een plastic plaat in mijn schedel en kan dat dus in 3D op mijn scherm bekijken en verschillende (2D) doorsnedes bekijken, verschillende dichtheden van materiaal over elkaar weergeven. Met een print heb je vooral de buitenkant en kan je oefenen testen hoe je een operatie gaat uitvoeren. Het voegt niks toe om m aan te kunnen raken, in de handleiding zie je mijn schedel

hier wat beelden omhet wat concreter te maken
https://www.youtube.com/watch?v=_rvK36Aab6U

edit: typo en link toegevoegd

[Reactie gewijzigd door Capibara op 28 juni 2015 13:50]

Ik begrijp je helemaal niet verkeerd, staren naar een beeldscherm is gewoon niet hetzelfde dan om een object heen kunnen draaien e.d. Dat laatste kan wel virtueel natuurlijk (hololens, rift, etc), maar dan nog mis je tactische feedback, dan kan dan wel weer met haptische apparaten, maar toch heeft een 3D geprint voorwerp in dit geval heel veel voordelen. Niks te maken met een hype, maar wel met het feit dat we als mensen erg 3D / 4D georiënteerd zijn.

Ik had gehoopt dat die 3D print hype ondertussen wel voorbij was, ..

De hype is pas net begonnen. We gaan echt nog veel meer zien op het gebied van 3d printen.

Stel je eens voor dat je over een jaar of 30 een 3d printer hebt die hetzelfde eruit ziet als een mri scanner. Je gaat er dan in liggen en het ongezonde orgaan of infectie wordt gefixed dmv de 3d print technologie.

De reden dat sommige mensen een beetje moe worden van de hype (ja dat is het), is dat er eigenlijk niets revolutionairs is ontdekt. Er waren 25 jaar geleden ook al lijmpistolen in XYZ-frames met goedkope stappenmotoren die het zelfde truukje konden. Nu is het echter pas opgepakt door de media. Ziekenhuizen en universiteiten zijn tegenwoordig ook gewoon een bedrijf en zijn er bij gebaat (positieve) media aandacht te krijgen. Door vaak termen als 3D-printen te gebruiken worden nieuwsberichten en papers eerder opgepakt. In de biochemie bijvoorbeeld kom je nu vaak 3D-geprinte organen tegen, eigenlijk gaat het hier om biocompatible scaffolds waarin stamcellen groeien: dat bestaat al decennia! En ja zeker, een tijdje geleden waren stamcellen en DNA nog super hip dus werd de nadruk op de stamcellen gelegd i.p.v. de scaffold.

Dit is heel erg toekomst muziek en vraag mij ook af of dit ook daadwerkelijk wenselijk is. Kort door de bocht: we kunnen nu al door medicatie e.d. een natuurlijke dood zoveel mogelijk uitstellen. Echter als we het voor elkaar krijgen om dat nog verder uit te rekken, kun jij je gaan afvragen hoeveel meer stress dat op gaat leveren. Bijv. aangaande de populatie, grondstoffen, etc.

Dit dilemma speelt altijd door het hoofd bij elke grote vooruitgang op medisch gebied.
Aan de ene kant kanker genezen en tegelijkertijd het mondiale overbevolkingsprobleem oplossen.
Ga er maar aan staan.

Als we iedereen nou recht geven op een gezonde 80 jaar en er daarna een vriendelijk einde aan maken . Onmenselijk! Hoor je sommigen al weer roepen. De vraag is of je kop in het zand steken menselijker is.

Edit: Oke ik geef toe, het slaat natuurlijk niet echt ergens op maar stel je staat voor een keuze: gegarandeerd 70 jaar gezond of zelf kijken hoe het loopt?

[Reactie gewijzigd door unglaublich op 28 juni 2015 16:47]

Gelukkig bepaal jij die regels niet, wat een verschrikkelijke samenleving zouden we dan in wonen. Ik zou liever kijken naar andere oplossingen: zoals het efficienter omgaan met de resources die we hebben bijv zodat we meer mensen op de aarde kunnen laten leven.

Dan kan je je hele lichaam printen als die niet meer functioneel is

Euh ja,

Dat is een beetje dezelfde retoriek als van het gaan van een huifkar naar de spaceshuttle. "Kijk dit apparaat kan ons bewegen, volgende stap de maan!"

guess what; zo rond 1830 reden ze in de VS met hun huifkarren van oost naar west, 140 jaar later stonden ze op de maan

Yes! Met een aantal tussenstapjes

Op zich is het best handig bij hart operaties dat ze je hart kunnen uitprinten een dokter heeft namelijk maar een aantal uur de tijd met zo een operatie, het is bij sommige operaties ook zo dat ze je hart moeten stil leggen om te kijken wat er precies moet gebeuren (met alle gevolgen van dien.) nu kunnen ze dus rustig het bestuderen, en die tijd die ze besparen met een 3D Hart ze weer besteden aan de operatie.

[Reactie gewijzigd door walkstyle op 28 juni 2015 14:27]

Er zijn inderdaad wetenschappers mee bezig. Ze printen dus een 'skelet' uit een biomateriaal en laten je stemcellen erop (of rond/door) groeien. Dan moeten ze enkel nog laten doorbloeden en erin steken en het biomateriaal wordt langzaam verteerd terwijl je cellen in de plaats komen.

Het eerste waar ik aan moest denken was Repo Men
Voorts kunnen chirurgen (in opleiding) hier op 'oefenen' voor bepaalde operaties of iets dergelijks. Dat men eerste een 3D scan neemt van het hart van de patiënt en dan deze gaat 3D printen. Zo weet de chirurg ook meteen wat hij kan tegenkomen.

Toevallig ligt mijn vader momenteel in het ziekenhuis en hebben ze dus zo'n 3d echo gemaakt. Die zijn al vrij gedetailleerd en in principe kun je daar ook een 3d model van maken. Wat ze daar echter nog niet op zien zijn de vaten van het hart zelf en of die bijvoorbeeld dichtzitten. Dat doen ze echter weer met hartkatheterisatie waarbij ze er momenteel nog echt in moeten (eventueel gevolgd door dotteren om de vaten open te houden). Ze hebben geen CT of MRI uitgevoerd volgens mij en ik vraag me af of dat nou zoveel toevoegt. Probleem blijft nog gewoon de extreme kleine details van het hart en dat verkrijg je niet zo makkelijk.

Overigens kunnen ze met de 3d echo ook al een 3d model maken van het hart, deze roteren, deels openen of de animatie van het kloppen toevoegen. Dus in die zin kunnen ze dit al wel degelijk. Dit is alleen het combineren van meerdere 3d modellen in 1 volgens mij, maar veel gedetailleerder wordt het ook niet echt lijkt me.

De techniek ontwikkeld zich erg snel en analyses worden steeds duidelijker, maar voor dingen als hartinfarcten, zijn dergelijke zaken nog te ongedetailleerd.

[Reactie gewijzigd door Martinspire op 28 juni 2015 12:34]

Best aardig natuurlijk, maar dit staat nogal ver af van de praktijk. In research setting kan het interessant zijn om een 3d-print van een hart te maken, maar hierbij is het waarschijnlijk handiger om dit digitaal te zien, zoals nu ook al mogelijk is met MRI/CT software welke 3d afbeeldingen opbouwt. De opties zoals doorsneden e.d zijn digitaal natuurlijk veel gemakkelijker dan bij een 3d geprint hart. Tevens heeft dit op het moment geen enkele toegevoegde waarde in de acute setting, waar je de meeste patienten met een hartprobleem (ook congenitaal, oftewel aangeboren) zal tegenkomen. Denk bijvoorbeeld aan de voetballers die spontaan neervallen of de welbekende hartinfarcten. Dan moet er juist snel gehandeld worden en is er geen tijd voor een 3d print. Er moet dan worden gekeken of iemand stabiel is, er wordt een ECG gemaakt en adhv een echo cor of directe hartkatherisatie via de lies. Daarna direct dotteren of een andere therapie toepassen. Time is muscle, dus geen 3d prints

Ik verwacht hier toch echt een plaatje bij

kosten voor medische beeldvorming dus x4 of meer. Dat ze dit maar beperkt houden tot patiënten die er zelf voor betalen en niet de rest van de bevolking

De titel is dus niet correct: Ze hebben geen 3d print gemaakt, maar een nauwkeurige 3d beschrijving waarmee dat hart geprint zou kunnen worden.

ik stoorde me ook aan de clickbait.

Wat heb je daar nou aan zonder voorbeeld?

Op z'n minst een hard plastic 3D print voor de marketing er bij...