Uw profiel is aangemaakt

U heeft een e-mail ontvangen met een activatielink. Vergeet niet binnen 24 uur uw profiel te activeren. Veel leesplezier!

Tot diep in de nacht met hart en ziel op jacht naar de kern van de tumor

Home

Willemien Groot

Dankzij de door Van Herk ontwikkelde Conebeam CT kan een longtumor ook tijdens het in- en uitademen precies worden gelokaliseerd. © Hollandse Hoogte / Frank Muller

Hij werkte drie decennia in Nederland aan baanbrekende medische apparatuur. Met hart en ziel. Maar Marcel van Herk verhuisde naar Manchester om verder te kunnen met zijn innovaties.

Alle ziekenhuizen behandelen kankerpatiënten met een bestralingsapparaat met ingebouwde CT-scanner. Daarmee kunnen artsen precies zien waar de tumor zich bevindt en of de patiënt op de juiste plaats onder het toestel ligt. Grondlegger voor die beeldgestuurde radiotherapie is de Nederlandse medisch fysicus Marcel van Herk. Zijn collega's noemen hem soms gekscherend 'geschift'. "Ik ben mijn tijd vaak vooruit."

Lees verder na de advertentie
De meest geavanceerde machines worden bediend door mensen. En die maken soms fouten. Ik zoek manieren om die fouten beperken

Eerder dit jaar kreeg Van Herk de Impact Award van de Innovation Exchange Amsterdam (IXA), een prijs voor vooraanstaande wetenschappers en onderzoekers uit Amsterdam. IXA is het valorisatiecentrum van het Amsterdam UMC, de Universiteit van Amsterdam, de Vrije Universiteit en de Hogeschool van Amsterdam.

Volgens juryvoorzitter Barbara Baarsma is Marcel van Herk 'een wiskundige, IT'er en engineer, een duizendpoot met een hart voor geneeskunde'. Een profiel waarin Van Herk zich wel herkent. "Al tijdens mijn studie natuurkunde vond ik knutselen aan computers veel interessanter, tot diep in de nacht. De volgende ochtend schoot het college er meestal bij in. Om mijn studie toch af te ronden, wilde ik eerst het praktische werk doen. Het liefst in een project met maatschappelijke relevantie. Bij toeval kwam ik bij het Antoni van Leeuwenhoek/Nederlands Kanker Instituut terecht. Daar zat een technicus, Jan de Gans, die zijn eigen computers en software bouwde voor medische toepassingen. Daarom wilde ik er werken."

Van Herks project op het AVL toen, in 1983, was een elektronische röntgencamera maken die vlak voor de bestraling beelden van de patiënt kon maken. Die eerste röntgencamera heeft hij nog steeds. Het toestel is deels gebouwd van spullen die hij vond op rommelmarkten en in winkels met tweedehands elektronica. Als knutselaar vond hij die zoektocht leuker dan nieuwe spullen kopen. Het apparaat staat in zijn huidige werkkamer aan de Universiteit van Manchester. Tijdens het gesprek staat hij op en laat een bakbeest van een apparaat zien. "Dit prototype met een stalen frame weegt vijftien kilo", zegt hij. "Ik heb er in 1986 zelf onder gelegen als fotomodel."

Enorme stap

De mogelijkheid om vlak voor de behandeling de plaats van de patiënt te bepalen was een enorme stap vooruit. Voor die tijd maakten artsen eerst een CT-scan en pas dagen later kreeg een patiënt de bestralingsbehandeling. Dit werkte goed bij een relatief bewegingloos lichaamsdeel als het hoofd. Maar de rest van het lichaam is in beweging. Er was altijd een risico om gezond weefsel te beschadigen. Die eerste röntgencamera liet alleen de botten zien. "Later koppelden we een CT-scanner voor het eerst aan het bestralingsapparaat, zodat een arts de meest recente plaatsbepaling van de tumor had." Een CT-scanner maakt ook gebruik van röntgenstraling maar geeft een compleet driedimensionaal beeld.

In geavanceerde vorm is zijn innovatie tegenwoordig bekend onder de naam Conebeam CT: een CT-scanner in combinatie met een bestralingsapparaat. Het is nu standaardtechniek in alle kankerbehandelcentra. "Het grappige is dat we in het begin helemaal niet doorhadden wat we in huis hadden", vertelt Van Herk. "Bij de ontwikkeling werkten we nauw samen met het bedrijfsleven. Wij schreven de complexe software en konden prototypen intern klinisch testen. Het bedrijf zou de apparaten bouwen. En een deel van de opbrengst ging naar het instituut. We dachten dat het bedrijf er een paar per jaar zou verkopen. Dat werden er uiteindelijk honderden."

Innoveren in eigen huis wordt ontmoedigd door de regels voor medische apparatuur

Het succes heeft volgens hem ook te maken met het toenmalig enthousiasme van het Nederlands Kanker Instituut om nieuwe ontwikkelingen in huis klinisch te testen. "Nu gaat dat niet meer zo makkelijk. De Europese regelgeving voor medische apparatuur wordt steeds strenger. Ziekenhuizen en onderzoekscentra zijn huiverig om apparatuur in eigen huis te ontwikkelen en toe te passen. Dat merken we. Tussen het eerste idee voor de CT-scanner tot toepassing buiten het instituut zat toen acht jaar. Tegenwoordig is dat gauw twee keer zo lang.

"Radiotherapie is een klein vakgebied. Investeringen in nieuwe apparatuur zijn gigantisch, dus veranderingen gaan langzaam. De vraag is of je het kind niet met het badwater weggooit als je innovatie in eigen huis zo moeilijk maakt dat alle ontwikkeling alleen door de industrie kan worden gedaan."

Ontwikkeling is moeilijk

De ontwikkeling van een geïntegreerde MRI-scanner in een bestralingsapparaat die binnenkort op de markt komt, duurde ruim vijftien jaar. Dit apparaat moet artsen helpen tumoren te bestrijden die heel beweeglijk zijn. Het is al mogelijk een filmpje te maken van de manier waarop een tumor in het lichaam beweegt.

Marcel van Herk © Milly Buwenge van de Universiteit van Manchester

Dat gebeurt door een groot aantal 3D-opnamen uit een CT-scanner achter elkaar te plakken. De kwaliteit van die zogenoemde 4D-beelden gaat achteruit bij snelle en onvoorspelbare bewegingen in het lichaam. MRI maakt gebruik van een magnetisch veld en radiogolven en levert bij het scannen van zachte weefsels, zoals de lever, goede beelden, zelfs als die bewegen.

Het NKI liep lang voorop bij de ontwikkeling van kankerbehandelingen, maar dit werd ook hier steeds moeilijker, zegt Van Herk. Na een carrière van 32 jaar bij het instituut begon dat te wringen. Toen hij in 2015 een aanbod kreeg van de Universiteit van Manchester was de beslissing snel genomen. "Hun onderzoeksafdeling was ingestort en ze vroegen mij die weer op te bouwen."

De universiteit is nauw verbonden met het Christie Hospital. "Bij Christie is onderzoek naar longkanker een speerpunt. Er komt heel veel kanker voor in Manchester. Het is een voormalige industriestad, de inwoners roken als ketters. Er komt nergens in Engeland zoveel longkanker voor als hier."

Het ziekenhuis is onderdeel van de Britse publieke gezondheidszorg NHS. De NHS biedt gratis zorg en investeert ook in onderzoek. Als onderzoeksfaciliteit is het Christie vergelijkbaar met het NKI. Het heeft als een van de twee Britse ziekenhuizen een geïntegreerd bestralingsapparaat met MRI-scanner in huis. Ook het NKI heeft een prototype.

Big data

Van Herk houdt zich nu vooral bezig met data-onderzoek. Bijvoorbeeld naar bijeffecten van kankerbehandelingen. "In oude data van de NHS zoeken we verbanden tussen de dosis, de kwaliteit van de behandeling en de overlevingskans. Die verbanden beginnen we te vinden. Zo is de basis van het hart, de plek waar de natuurlijke pacemaker zich bevindt en waar de kransslagaders beginnen, veel gevoeliger voor bestraling dan we dachten. Achteraf lijkt dit logisch, maar onze data bewijzen onomstotelijk dat dit effect bestaat, en welk deel van het hart het gevoeligst is. We vertalen die kennis naar een nieuwe behandeling en hopen aan te tonen dat daarmee het bijeffect verdwijnt. Voor het eerst is dan door big data-onderzoek een behandeling verbeterd."

Verder maakt Van Herk systemen om artsen in opleiding te trainen. Zelfs bij duidelijke beelden van dezelfde tumor zullen twee artsen die op twee verschillende manieren intekenen in het lichaam van een patiënt. Dat wil zeggen dat er twee verschillende behandelplannen uitkomen. Artsen moeten leren die beelden te herkennen, zegt Van Herk. "Zelfs de meest geavanceerde machines worden bediend door mensen. En die maken soms fouten. Ik zoek manieren om die fouten beperken. Daarom vind ik het beeld van die Impact Award zo mooi. Het is een schietschijf met een roos. Je moet die roos, het hart van de tumor, raken. Anders komt hij misschien terug."

Lees ook:

Onderzoekers krijgen 2.5 miljoen euro: 'We hopen kankercellen af te remmen'
Anna Akhmanova en Marileen Dogterom delen een fascinatie voor het cytoskelet, de ruggegraat van alle levende cellen. Samen onderzoeken ze dat. En beiden krijgen er een Spinozapremie voor. 

Nederland is het op één na innovatiefste land ter wereld
Nederland klimt een plaats, van 3 naar 2, en is nu na Zwitserland de meest innovatieve economie ter wereld. En China meldt zich in de top-20.

Deel dit artikel

De meest geavanceerde machines worden bediend door mensen. En die maken soms fouten. Ik zoek manieren om die fouten beperken

Innoveren in eigen huis wordt ontmoedigd door de regels voor medische apparatuur