Wat als een hersenscan even eenvoudig werd als een echo?

Baby Noor is vijf dagen oud. Ze werd zeven weken te vroeg geboren en ligt daardoor in een couveuse. Haar ademhaling is regelmatig en de monitor toont een stabiele hartslag. Toch merkt de arts iets op: een klein schokje rond haar ogen, gevolgd door een daling in haar zuurstofwaarde en een korte versnelling van haar hartslag. Geen reden tot paniek, maar wel genoeg om de arts te laten twijfelen. Zou ze een epileptische aanval gehad hebben?

Onopgemerkt gevaar

Bij pasgeboren baby’s komen korte epileptische aanvallen vaker voor, zeker bij prematuurtjes zoals Noor. Deze aanvallen zijn vaak zo subtiel dat ze nauwelijks opvallen: geen stuipen of schokken, maar kleine veranderingen in ademhaling, huidskleur of hartslag Daardoor blijven ze vaak onopgemerkt, terwijl ze het risico op hersenschade vergroten. Hoe vroeger artsen zo een aanval opsporen, hoe beter. Maar dat is niet vanzelfsprekend. Een hersenscan is niet zomaar beschikbaar, vereist voorbereiding, gespecialiseerde apparatuur én personeel. Net dat maakt het bij pasgeboren kindjes extra lastig.

In België wachten patiënten soms maanden op een hersenscan. Ziekenhuizen proberen daarom het aanbod uit te breiden naar avonden en weekends, maar dat vraagt om extra personeel en middelen, waardoor de kosten hoog oplopen voor zowel de samenleving als de patiënt. Klassieke hersenscans zoals MRI geven een beeld van hersenactiviteit over het hele brein, maar vragen veel van de patiënt. Je moet stil liggen in een smalle buis, vaak lang, wat bij baby’s meestal niet lukt zonder verdoving.

Maar wat als het ook anders kan?

Van zwangerschapsecho naar hersenecho

Wie ‘echo’ hoort, denkt waarschijnlijk meteen aan zwangerschap en aan het eerste beeld van een baby in de buik. Maar wist je dat diezelfde techniek ook kan worden ingezet om in de hersenen van pasgeboren baby’s te kijken?

Dat is het idee achter functionele echografie, kortweg fUS (voor het engelse functional ultrasound). Het is een beeldvormingstechniek die gebruikmaakt van geluidsgolven, net zoals een klassieke zwangerschapsecho. Die geluidsgolven weerkaatsen op weefsels en beweging in het lichaam en worden omgezet in beelden op een scherm. Zo krijg je een kijkje binnenin, zonder straling of ingreep.

Maar in plaats van te kijken naar de groei van een baby in de buik van de moeder, kijkt fUS naar wat er in de hersenen gebeurt. Aan het Neuro-Electronics Research Flanders (NERF), een initiatief van imec, KU Leuven en VIB, werken onderzoekers volop aan deze techniek.

fUS laat niet alleen zien hoe het brein eruitziet, maar ook wat het op dat moment doet. Wanneer een bepaald hersengebied actief wordt, stroomt er meer bloed naartoe. fUS pikt die kleine veranderingen op en toont zo welke hersengebieden reageren op prikkels, of betrokken zijn bij een aanval.

Een GPS voor het brein

Om hersenbeelden goed te kunnen interpreteren, moeten artsen precies weten waar in het brein ze kijken. Bij pasgeboren baby’s is dat extra moeilijk, omdat hun hersenen klein zijn en snel veranderen. Daarom ontwikkelde het team van prof. Alan Urban (NERF) een systeem dat die oriëntatie automatisch doet, met behulp van artificiële intelligentie. Je kunt het vergelijken met een GPS voor het brein: zodra er een beeld wordt gemaakt, toont het systeem direct waar in de hersenen je kijkt. Om dat mogelijk te maken, trainden de onderzoekers het systeem met duizenden hersenbeelden van muizen. Elk beeld werd gelinkt aan een exacte plaats in het brein, waardoor het systeem patronen leerde herkennen en kan voorspellen waar een nieuw beeld thuishoort. Zo wordt een taak die vroeger veel diepgaande kennis vroeg, nu een stuk eenvoudiger in de praktijk.

Van laboratorium naar ziekenhuis

Wat vandaag in het lab wordt ontwikkeld, vindt binnenkort zijn weg naar het ziekenhuis. Samen met UZ Leuven wordt gewerkt aan de eerste toepassingen van fUS bij pasgeboren baby’s. Zo kunnen kinderartsen in de toekomst sneller en nauwkeuriger inschatten of er sprake is van hersenschade, bijvoorbeeld na een mogelijke aanval.

Geen verplaatsing meer naar een scanner, geen verdoving of lange wachttijd. Via de fontanel, het zachte plekje bovenaan het hoofdje van een baby waar de schedel nog niet volledig gesloten is, kunnen artsen makkelijk een echo uitvoeren. Daardoor kunnen ze hopelijk sneller en gerichter ingrijpen wanneer het erop aankomt. Bij volwassenen kan fUS voorlopig niet op dezelfde manier gebruikt worden, omdat de schedel als een barrière werkt die het lastig maakt om scherpe beelden te krijgen.

Dezelfde techniek waarmee we naar ongeboren baby’s kijken, helpt ons straks ook om hun hersenen te bestuderen zodra ze geboren zijn. Baby Noor ligt intussen weer rustig te slapen. De beelden gaven duidelijkheid: geen aanval, deze keer. Maar als het ooit nog gebeurt, kunnen artsen binnenkort misschien sneller reageren dankzij fUS.

Ontdek meer over fUS en het onderliggende onderzoek in deze Engelstalige blog.