Van timmermansoog naar digitale precisie

Opereren op ervaring met behulp van data die de uitkomst voorspellen - dat is de ambitie van het team van onderzoekers dat het Twents voetmodel ontwikkelt. Een unieke samenwerking tussen ZGT, MST en de Universiteit Twente (vakgroepen BMPI en BDDP) die patiënten met ernstige voetafwijkingen een nieuw leven moet geven.

"De voet is heel complex. Er komt zoveel bij kijken", zegt traumachirurg Wouter ten Cate van ZGT. Hij behandelt al jaren patiënten bij wie door diabetes de zenuwen in hun voeten beschadigd zijn. "Zij kunnen een hele dag met een steentje in hun schoen lopen, zonder dat te merken. Of een verzwikking niet voelen en daarmee door blijven lopen."

Het gevolg? Een diabetische voet en in het ergste geval een gedeformeerde Charcotvoet (een voet die door de zenuwbeschadiging misvormd raakt). De voet kan zo ernstig vervormd raken dat patiënten niet meer kunnen lopen. Het nadeel is dat die patiënten pas in beeld komen, als er al wonden of botontstekingen zijn. In veel ziekenhuizen volgt dan amputatie. Maar het diabetische voetenteam van ZGT, waar Ten Cate deel van uitmaakt, kiest liever voor reconstructieve operaties, waarmee het in 85% van de gevallen lukt om de voet te behouden. Maar behoud is niet hetzelfde als probleemloos: complicaties komen geregeld voor en het eindresultaat is in veel gevallen minder goed dan gehoopt.

“Het probleem daarbij is dat zo'n operatie vaak op het timmermansoog van de chirurg wordt uitgevoerd,” legt Ten Cate uit. "Je zet die voet weer recht en dan zie je af en toe toch dat na de operatie het net iets anders uitpakt dan je van tevoren in gedachten had."

Van probleem naar oplossing

Daar moet het Twents voetmodel verandering in brengen. Een voorspellingsmodel dat vóór de operatie zichtbaar maakt wat een correctie doet met de druk onder de voet. Technisch geneeskundige Kilian Kappert legt uit: " We brengen de voet eerst in kaart met een CT- of MRI-scan en meten de druk tijdens staan en lopen. Daarmee maken we een digitaal 3D-model waarbij we de voet opdelen in kleine deeltjes, gebruikmakend van een techniek uit de werktuigbouwkunde. Zo berekenen we hoeveel kracht er op de huid en de weefsels eronder komt te staan."

De Universiteit Twente speelt hierbij een belangrijke rol: zij brengt expertise op het gebied van biomechanische modellen en het doorrekenen van krachten in. Kappert: "En ze hebben een MRI waarin je kunt staan - wat een heel ander beeld van de voet geeft. Ons doel is een algoritme te ontwikkelen dat een liggende scan omrekent naar een staande voet, want zo’n specialistisch apparaat wordt niet snel door een ziekenhuis aangeschaft.”

Impact voor de patiënt

Voor de patiënt zelf gaat het om levensgeluk. "Een voet is een hele belangrijke factor in ons levensgeluk", zegt Kappert. "Sociaal, maar ook fysiek. Je gezondheid hangt ervan af. Als je niet meer kunt lopen, ontwikkel je allerlei andere klachten, zoals hart- en vaatziekten. Je gaat niet dood aan die Charcotvoet, maar je kunt wel overlijden aan de gevolgen daarvan."
Ten Cate benadrukt ook de economische impact: "Er zijn veel patiënten met diabetische voetproblematiek; daar zijn onze technieken geschikt voor. Maar het zijn wel dure patiënten: de zorgkosten zijn erg hoog voor deze groep."

Beter plannen betekent minder verrassingen in de operatiekamer en meer grip op herstel. Het doel: een stabiele, schoeibare voet waarmee patiënten weer stukjes kunnen lopen en hun zelfstandigheid terugwinnen. "We weten dat meer dan de helft van de mensen met diabetes die een onderbeenamputatie ondergaan, binnen vijf jaar komt te overlijden," zegt Ten Cate. "Dus vooruitkijken vóór je opereert kan voor deze kwetsbare groep het verschil maken tussen blijven lopen en het pad richting amputatie, wat gepaard gaat met verminderde levensverwachting.”

En hoewel het project zich nu richt op een relatief kleine groep patiënten, is de potentie veel groter. "Het idee is om een model te maken dat we bij alle soorten voetchirurgie kunnen gebruiken", legt Kappert uit.
De onderzoekers kijken al verder vooruit: "Door eerder te herkennen waar problemen ontstaan, kunnen we sneller ingrijpen," zegt Kappert. "Denk aan schoenaanpassingen, kleine operaties, of gericht ontworpen zolen en braces."

De PIHC-voucher als vliegwiel

De Pioneers in Health Care-voucher maakte een doorbraak mogelijk. "Daarmee konden we een onderzoeker voor zes maanden aannemen die de basis legde voor ons model", vertelt Kappert. "Maar het heeft ook geleid tot verrassende nevenprojecten, zoals het verzamelen van data van gezonde voeten als referentie. We werken samen met masterstudenten van verschillende opleidingen die stagelopen bij zowel ZGT, MST als de UT. Deze kruisbestuiving tussen ingenieurs en artsen levert niet alleen frisse inzichten op, maar ook praktische voordelen zoals toegang tot het 3D-lab van het MST."

En dat is precies de bedoeling van het Pioneers in Health Care-fonds. Technologie en kliniek bij elkaar brengen zodat een goed idee kan uitgroeien tot toepasbaar onderzoek. Toch moeten er nog steeds behoorlijke financiële en organisatorische hobbels worden overwonnen om het project structureel voort te zetten, erkent Ten Cate. Gelukkig kreeg het project onlangs een belangrijke impuls: een Reggeborgh fellowship maakt het mogelijk om technisch geneeskundige Sam Kroezen de komende drie jaar fulltime aan het project te laten werken.

De eerste ervaringen

De basis draait: het preoperatieve 3D-model is in gebruik. De volgende stap is hard bewijs: voorspellingen van druk ná de ingreep vergelijken met drukmetingen vóór en na. Doel: streven naar klinisch relevante nauwkeurigheid en een voorbereidingstijd van minuten in plaats van uren.

Er zijn inmiddels een paar operaties uitgevoerd met ondersteuning van het 3D-model. "Bij de meest recente operatie bleek uit de metingen dat aan de ene kant van de voet te veel bot zat, en aan de andere kant te weinig," vertelt Ten Cate. "Wat er te veel was, hebben we aan de andere kant teruggestopt. Dat pakte goed uit, zonder het model hadden we dat anders opgelost."

Toch blijft gezond verstand belangrijk, benadrukt Ten Cate. "Het is een hulpmiddel, niet de waarheid. Vergelijk het met een autonavigatie: je rijdt heel makkelijk naar Frankrijk met Google Maps, maar je moet er niet 100% op vertrouwen."

En de wens voor de toekomst?

"Mijn wens is simpel,” zegt Ten Cate. “Een tevreden patiënt die baat heeft bij de operatie en het plezier in zijn leven weer terugkrijgt." Kappert vult aan: "En dat onze aanpak zo goed werkt, dat hij in de richtlijnen belandt.”

Over PIHC

Het Pioneers in Health Care (PIHC) Innovatiefonds is een samenwerking van Universiteit Twente (TechMed Centrum), Hogeschool Saxion en de ziekenhuizen MST, ZGT en Deventer Ziekenhuis. Het Fonds stelt jaarlijks € 600.000 beschikbaar voor 10 innovatieve projecten die die technologie slim inzetten voor de zorg van morgen.

PIHC brengt artsen en onderzoekers samen om nieuwe technologie te ontwikkelen voor betere patiëntenzorg, of door bestaande technologie te gebruiken voor nieuwe medische toepassingen.