TechMed Centre Experience Pre-programma dubbel oratie M. Rovers & J. Tamsma

De galvanometer van Einthoven markeert een cruciale mijlpaal in de medische geschiedenis en geldt als de voorloper van het moderne elektrocardiogram (ECG). Ontwikkeld aan het begin van de 20e eeuw door de Nederlandse fysioloog Willem Einthoven, maakte dit uiterst gevoelige meetinstrument het voor het eerst mogelijk om elektrische activiteit van het hart nauwkeurig te registreren bij de mens. De snaargalvanometer, zoals zijn versie genoemd werd, gebruikte een dunne geleidende draad in een magnetisch veld om minimale elektrische spanningsverschillen op te vangen en zichtbaar te maken als een golfvorm. Deze innovatie leidde tot de introductie van de eerste standaard ECG-afleidingen, bekend als het systeem van Einthoven (I, II en III), dat nog altijd de basis vormt voor cardiologische diagnostiek. De galvanometer van Einthoven betekende niet alleen een technologische doorbraak, maar luidde ook een nieuw tijdperk in van niet-invasieve medische diagnostiek. Zijn werk werd in 1924 bekroond met de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde.

Borstvoeding biedt unieke voordelen voor zowel moeder als baby, maar er kunnen ook allerlei problemen optreden. Zo twijfelen veel moeders of hun melkproductie wel voldoende is. Hoe kunnen we eigenlijk weten wat en hoeveel een baby uit de borst drinkt? En waarom ontstaan er problemen bij het geven van borstvoeding? Dit zijn vragen waar prof. dr. ir. Nienke Bosschaart en haar team ‘Human Milk and Lactation’ aan de Universiteit Twente (TechMed Centre) zich mee bezighouden. We laten verschillende optische technieken zien die worden gebruikt om moedermelk en de lacterende borst te bestuderen.

Bij het BMS Lab zetten we ons in voor het ontwikkelen van software die onderzoekers en professionals helpt om in contact te komen met mensen en hun gedrag te begrijpen in realistische, alledaagse situaties.

• TIIM is ons platform voor interactieve, deelnemergerichte onderzoeken. Het maakt directe communicatie met deelnemers mogelijk, het sturen van herinneringen, het aanbieden van content of prikkels, en het ontwerpen van flexibele studies en interventies die zijn afgestemd op individuele behoeften. Of het nu gaat om klinisch, gedrags- of sociaalwetenschappelijk onderzoek, TIIM ondersteunt een waardevolle, langdurige betrokkenheid tussen onderzoekers en deelnemers. Het platform draait op een veilige infrastructuur, volledig in lijn met de NEN- en ISO-normen (7510/7512/7513 en ISO/IEC 27001).
• ScriBe is ons aankomende platform voor gedragsanalyse via multimedia. Speciaal ontworpen voor onderzoekers die werken met audio en video, maakt ScriBe het mogelijk om interacties te transcriberen, te structureren en te visualiseren, wat zorgt voor diepgaand inzicht in sociaal gedrag.

Health Innovation Netherlands (HI-NL) is gebaseerd op het bewezen feit dat een vroegtijdige dialoog tussen vernieuwers en relevante stakeholders de waarde en effectiviteit van zorginnovaties verbetert. Door alle betrokken vernieuwers en stakeholders samen te brengen via de HI-NL Round Table-dienst, kan goed gestructureerde en volledige begeleiding worden geboden om de introductie van innovaties te versnellen die direct aansluiten op de behoeften van eindgebruikers.

Hartfalen blijft wereldwijd een belangrijke doodsoorzaak, en ondanks tientallen jaren van onderzoek ontbreken nog steeds effectieve behandelingen om het te genezen. Een van de belangrijkste redenen hiervoor is dat traditionele diermodellen vaak niet goed voorspellen hoe het menselijk hart reageert op nieuwe medicijnen. Bij River Biomedics, in samenwerking met de Universiteit Twente, ontwikkelen we een nieuwe benadering die hartonderzoek dichter bij de menselijke patiënt brengt. We gebruiken menselijke pluripotente stamcellen om hartspiercellen te genereren, en uit deze cellen maken we in het laboratorium kloppende hartweefsels. Deze zogenoemde ‘engineered heart tissues’ (EHTs) bootsen de werking van het menselijk hart nauwkeurig na en stellen ons in staat om medicijnen op een betrouwbaardere en voorspellendere manier te testen. Door gebruik te maken van patiënt-afgeleide stamcellen kunnen we zelfs modellen maken van specifieke hartaandoeningen. Dit opent de deur naar gepersonaliseerde geneeskunde, waarbij behandelingen kunnen worden getest op het eigen weefsel van een patiënt voordat het medicijn daadwerkelijk wordt toegediend.

In deze demonstratie laat ik een aantal van de testen zien waar we momenteel mee werken, waaronder technologieën om de kloppende functie en medicijnrespons van de weefsels te beoordelen. Deze testen helpen ons bij het identificeren van mogelijk effectieve nieuwe medicijnen tegen hartziekten, terwijl tegelijkertijd de noodzaak voor dierproeven wordt verminderd.

Dit innovatieve platform brengt academisch onderzoek en biotechnologische ontwikkeling samen, door de wetenschappelijke expertise van de Universiteit Twente te combineren met de praktijkgerichte aanpak van River Biomedics. Samen streven we ernaar om betere modellen van hartaandoeningen te bouwen en de ontdekking van effectieve, gepersonaliseerde behandelingen voor patiënten met hartfalen te versnellen.

Leverkanker is een van de meest voorkomende en dodelijke vormen van kanker ter wereld.
Om deze vorm van kanker te diagnosticeren, neemt een arts een biopsie door nauwkeurig een naald in de tumor te plaatsen. Om de tumor te vernietigen, brengt de arts één of meerdere ablatie-naalden in. Voor diepe en moeilijk bereikbare tumoren wordt deze procedure uitgevoerd onder begeleiding van een CT-scan. Zelfs voor ervaren specialisten is het lastig om op basis van de CT-beelden handmatig de juiste plek te bereiken. Soms zijn meerdere pogingen nodig om de naald succesvol te plaatsen. Om dit te voorkomen, helpt een naaldplaatsingsrobot de medisch specialist om in één keer de juiste hoek te vinden – tot opluchting van zowel patiënt als specialist.

Hoe werkt een naaldplaatsingsrobot?

Het uitgangspunt bij de ontwikkeling van de naaldplaatsingsrobot was om zoveel mogelijk aan te sluiten bij de bestaande werkwijze, en alleen die stappen te automatiseren die cruciaal zijn voor de snelheid en het resultaat van de procedure (‘in één keer goed’). De kritieke stap is het bepalen van de hoek waaronder de naald het lichaam binnengaat.

Daarom hebben we een systeem ontwikkeld bestaande uit een kop met een naaldgeleidingsmechanisme en een arm die met één druk op de knop de kop fixeert ten opzichte van de operatietafel. De kop kan handmatig rondom de patiënt gepositioneerd worden. Nadat het systeem rond de patiënt is geplaatst, gaat het samen met de patiënt de CT-scanner in om de positie van de tumor ten opzichte van de kop te bepalen. Zodra deze positie bekend is, stuurt het systeem automatisch het naaldgeleidingsmechanisme aan om de gewenste richting in te stellen. De naald wordt vervolgens in het geleidingsmechanisme geklemd en door de arts zelf ingebracht.

Wat waren onze uitdagingen?

Allereerst was de systeemarchitectuur op basis van de huidige medische werkwijze een uitdaging. De drempel voor de arts om het systeem te gebruiken moest zowel letterlijk als figuurlijk zo laag mogelijk zijn. Een tweede uitdaging was het ontwerp. Het volledige systeem, inclusief arm en kop, moest passen in de (krappe) ruimte tussen de patiënt en de ring van de CT-scanner. De grootste hobbel was echter de CT-compatibiliteit. Een groot deel van het systeem komt namelijk in het röntgenveld van de scanner, maar mag de beeldvorming niet verstoren. Dat betekende dat gangbare materialen als staal, koper en titanium niet gebruikt konden worden. We werkten samen met verschillende leveranciers, waaronder Ceratec (keramiek) en Futura Composites, om alternatieven te ontwikkelen. Er werden diverse materialen toegepast in de onderdelen, zoals composieten (voor stijve constructiedelen en flexibele elementen), keramiek (voor zwaarbelaste precisieonderdelen en kogellagers), Dyneema-vezels (voor roterende kabelaandrijvingen), koolstofnanobuisjes (voor stroomdraden en schakelaars) en kunststof optische vezels (voor het op afstand uitlezen van encoderposities). Deze oplossingen gaven de constructie een hoge stijfheid, waardoor speling in de overbrenging tot een minimum werd beperkt. Het resultaat is een systeem dat de naald correct en nauwkeurig kan geleiden, met een foutmarge van minder dan 2 mm op een diepte van 25 cm. Dit betekent minimale weefselschade voor de patiënt, een snellere (en dus economischere) procedure voor het medisch team en behoud van controle voor de arts.

Onze rol in de ontwikkeling van dit systeem

We ontwikkelden het naaldplaatsingssysteem in nauwe samenwerking met medische specialisten van het Erasmus Medisch Centrum Rotterdam en het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG). Naast de ontwikkeling voerden we ook de klinische studie uit om het systeem te valideren. De studie betrof 28 patiënten in het UMCG. De robot-ondersteunde methode bleek duidelijke voordelen te hebben ten opzichte van de handmatige aanpak, met als opvallendste voordeel de mildere impact op de patiënt.

Principles of Technical Medicine is een beweging die zich inzet om Technische Geneeskunde beter zichtbaar te maken: hoe het is ontstaan en – nog belangrijker – welke plek en bijdrage het heeft in de medische wereld. Het vakgebied bouwt voort op bestaande medische kennis en expertise, en voegt daar iets wezenlijks aan toe.

We willen de principes van het vak en de werkwijzen die inmiddels op meerdere plekken in Nederland ontstaan, helder beschrijven. Samen met een grote groep betrokkenen zijn we bezig met een creatief proces. De eerste stap is een website, die we op 22 mei lanceren. Bezoek ons en blijf op de hoogte van alle ontwikkelingen!

Het modelleren van het cardiovasculaire systeem wordt steeds vaker erkend als een waardevol hulpmiddel voor de ontwikkeling en het testen van medische apparaten. Hart- en vaatsimulatoren kunnen functioneren als "virtuele patiënten", waarmee de veiligheid en effectiviteit van nieuwe therapieën kunnen worden geëvalueerd. Tegelijkertijd vormen ze een veelbelovend alternatief voor dierproeven en klinische studies.

In deze presentatie tonen we de simulatoren die onze onderzoeksgroep heeft ontwikkeld, en laten we zien hoe deze worden ingezet voor het testen van diverse medische apparaten [1], [2], [3]. Onze simulatietechnieken variëren van volledig computergestuurde modellen (in silico) tot fysieke laboratoriumopstellingen (in vitro), en van eenvoudige 0D- en 1D-modellen tot complexe 3D-modellen [4]. Afhankelijk van de therapie worden deze technieken flexibel gecombineerd. Voor anatomische gebieden die direct beïnvloed worden door het apparaat gebruiken we gedetailleerde (hogere-orde) modellen, terwijl de rest van het hart-longstelsel met eenvoudigere modellen wordt gesimuleerd. Deze modulaire aanpak verlaagt de rekentijd en maakt het mogelijk om veel verschillende testscenario’s of patiëntprofielen te genereren — vergelijkbaar met de schaal van grote klinische studies.

Een duidelijk voorbeeld van deze aanpak is het testen van venoarteriële extracorporale membraanoxygenatie (VA-ECMO), een therapie waarbij bloed wordt omgeleid van de grote lichaamsader (vena cava) naar de slagaders. Omdat belangrijke vragen over de veiligheid en effectiviteit van deze therapie vooral gaan over wat er gebeurt in de slagaders, hebben we een opstelling ontwikkeld met een 3D-model van de aorta. Hierin wordt VA-ECMO op een realistische manier aangesloten. Dit model wordt ‘tot leven gebracht’ met realistische druk- en stromingsprofielen die in real-time worden gegenereerd door een computermodel van een patiënt, dat dynamisch samenwerkt met het fysieke model.

Deze hybride aanpak — het combineren van computermodellen en een 3D-fysiek model — vormt een zeer nauwkeurige testomgeving. Hiermee kunnen de effecten van VA-ECMO zowel op systeemniveau (via het digitale patiëntmodel) als lokaal (in het aortamodel) worden onderzocht. Op basis van dit voorbeeld ontwikkelen we momenteel ook andere testopstellingen, gericht op verschillende delen van het lichaam, om andere hart- en vaatapparaten te kunnen testen en evalueren.

Het Biomedical Device Design and Production Lab (BDDP) richt zich op het genereren van kennis en expertise om het volledige traject te dekken, van klinische behoefte tot klinische evaluatie van een medisch apparaat. Dit omvat innovatieve ontwerpen, productie, verificatie van de eisen van de Medische Hulpmiddelenwetgeving en circulariteit.

Tijdens deze tentoonstelling tonen we de grote verscheidenheid aan vraagstukken waar we aan werken met behulp van verschillende methodologieën. Bijvoorbeeld musculoskeletale modellering van het verouderende kniegewricht, afgeleide ontwerpvereisten voor ALS-patiënten, het verwerven van fundamentele kennis over botzaag-interactie en diverse medische apparaten die patiënten ondersteunen bij dagelijkse activiteiten.

Bekkenbodemproblemen zoals verzakkingen, urine en ontlastingsincontinentie op pijn bij het vrijen komen voor tot bij 40% van de vrouwen van 40 jaar en ouder. Er zijn verschillende soorten behandelingen zoals bekkenfysiotherapie, pessaria (ringen) of chirurgie. Ieder soort behandeling komt met eigen voordelen en beperkingen. Beperkingen in verbetering van therapie komt mogelijk doordat we de bekkenbodem eigenlijk nog niet erg goed snappen. Veel onderzoek dat is gedaan richt zich op vragenlijsten of op beeldvorming gemaakt met de patiente in liggende positie. Op de Universiteit Twente hebben we toegang tot een kantelbare MRI, waarmee we verschillende translationele en klinische studies uitvoeren om de bekkenbodemproblematiek beter te begrijpen en daarna verbeteren. Tijdens de rondleiding laten we zien hoe de scanner werkt, hoe groot de anatomische verschillen tussen staan en liggen voor deze populatie zijn en wat onze toekomstplannen zijn.

Bij de TechMed Academy leiden we zorgprofessionals en technologische ontwikkelaars op tot adaptieve experts – mensen die ook in onvoorziene en ongetrainde situaties doeltreffend kunnen handelen. In deze demo laten we zien hoe we dit samen met de doelgroep realiseren, in nauwe co-creatie en met oog voor de praktijk. Ontdek hoe ons onderwijs professionals voorbereidt op de complexe realiteit van zorg en technologie.

Machine geperfundeerde ex-vivo organen bieden een uitstekend experimenteel platform, bijvoorbeeld voor het bestuderen van fysiologie en het uitvoeren van preklinisch onderzoek, zoals therapeutische behandelingen met medicijnen. Een van de uitdagingen bij machineperfusie is het beoordelen van de status van het orgaan tijdens de perfusie. Van de beschikbare beeldvormingstechnieken is contrast-enhanced ultrasound (CEUS) een flexibele en real-time optie, waarmee de perfusie van het orgaan kan worden gevisualiseerd met behulp van ultrasound contrast microbellen.

In deze demonstratie, opgesteld in de hybride operatiekamer, presenteren we het gebruik van CEUS in een ex-vivo machine geperfundeerde varkenslever, afkomstig uit een lokaal slachthuis. De lever wordt geperfundeerd met behulp van het LiverTwin perfusieplatform dat is ontwikkeld aan de Universiteit Twente. In de geperfundeerde lever worden ultrasound contrast microbellen (Sonovue, Bracco, Genève, Zwitserland) geïnjecteerd en een 9L4 ultrasound probe, verbonden met een Acuson S2000 ultrasound-systeem (Siemens Healthineers, Erlangen, Duitsland), wordt gebruikt om de microbellen te visualiseren. Door de ultrasound probe te verplaatsen, kunnen slecht geperfundeerde gebieden, die mogelijk wijzen op de ontwikkeling van ischemie, in real-time worden geïdentificeerd.

Deze demonstratie is bedoeld om de mogelijkheden van CEUS voor de visualisatie van perfusie te laten zien, waarmee inzicht wordt gegeven in de toepassing van de techniek voor preklinisch onderzoek en translationele geneeskunde.

Eten is meer dan alleen het consumeren van voedsel. Eten is vaak een sociale activiteit. We zitten samen met vrienden, familie, collega's en medestudenten om te verbinden, te delen en aspecten van het leven te vieren. Het vasthouden aan een persoonlijk dieet kan in deze situaties een uitdaging zijn. De sociale ongemakkelijkheid die gepaard gaat met het hebben van een ander dieet dan de rest van de groep draagt hier aanzienlijk aan bij. Daarnaast is het algemeen bekend dat we elkaar onbewust beïnvloeden terwijl we eten. Niet alleen in het type voedsel dat we kiezen, maar ook de hoeveelheid voedsel die we consumeren en zelfs de snelheid waarmee we eten, worden beïnvloed door onze eetpartners.

De interactieve eettafel is ontworpen om het concept van gezond eten in een sociale context te openen: waar individuele tafelleden zich ondersteund voelen in hun persoonlijke dieetplannen, maar toch een positieve groepssetting ervaren. De tafel is ingebed met 199 weegcellen en 8358 LED's, die zich onder het tafelblad bevinden. De tafel kan kunstmatige intelligentie gebruiken om gewichtsveranderingen tijdens de maaltijd te detecteren, individuele hapjes te identificeren en interacties tussen tafelleden en voedingsitems te classificeren. Tegelijkertijd kunnen de LED's in real-time feedback geven over eetgedrag, perspectief bieden over voedselkeuzes of de sfeer van de eetervaring als geheel veranderen. Lichtinteracties kunnen in de loop van de tijd en tussen verschillende instellingen veranderen, afhankelijk van de samenstelling van de tafelleden of het type maaltijd dat wordt geconsumeerd.

Deze demo zal baanbrekende draadloze technologieën tonen die de toekomst van minimaal invasieve medische procedures zouden kunnen revolutioneren. Bezoekers zullen zien hoe microrobots draadloos door de bloedvaten van de hersenen kunnen navigeren voor nauwkeurige chirurgische ingrepen; hoe een video-capsule endoscoop via een extern magnetisch veld binnen het lichaam kan worden gestuurd voor gerichte beeldvorming; en hoe draadloze magnetische schroeven door zacht weefsel en visco-elastische materialen kunnen worden aangestuurd, wat nieuwe mogelijkheden biedt voor chirurgie zonder traditionele sneden.

Je hebt een briljant idee voor een Gezondheids Technologie Innovatie. Hoe kun je dit idee verder ontwikkelen? Wie kan je helpen om kansen en risico's te identificeren met betrekking tot (klinische) praktijk, kwaliteit en regelgeving, (klinische) bewijsstrategie, bedrijfsontwikkeling en implementatie? En hoe kun je strategische innovatie- en implementatieactiviteiten prioriteren en financieren? Samen met partners in ons ecosysteem richt de Universiteit Twente Lokale en Regionale Rondetafels op om onderzoekers en innovators te ondersteunen met advies en diensten om de volgende stappen te zetten richting maatschappelijke impact en duurzame gezondheid(zorg) voor iedereen. Wil jij ons helpen om een cultuurverschuiving te initiëren, waarin een vroege, iteratieve en interdisciplinaire benadering van Gezondheids Technologie Innovatie leuk en haalbaar wordt? Vandaag spelen we het HealthTech Innovatie Spel!

Het Zorg Innovatie Plein is een regionaal initiatief dat zich inzet voor het behouden van toegankelijke en kwalitatieve zorg voor mensen met een chronische aandoening in Twente en omliggende regio’s zoals Salland. Door intensieve samenwerking tussen zorgverleners, onderzoekers, technologieontwikkelaars én mensen met een chronische ziekte, wordt gewerkt aan innovaties die in de praktijk écht het verschil maken.

De noodzaak is groot: het aantal mensen met chronische aandoeningen neemt toe, gezondheidsverschillen worden groter en het personeelstekort in de zorg groeit. Het Zorg Innovatie Plein speelt hierop in door technologie, zorg en onderzoek met elkaar te verbinden. Innovaties worden hier niet alleen bedacht, maar ook geselecteerd op basis van de daadwerkelijke zorgbehoefte, getest in de praktijk en doorontwikkeld via een lerende aanpak.

De focus ligt in eerste instantie op aandoeningen waar de regionale druk het hoogst is, zoals diabetes, hart- en vaatziekten, artrose en dementie. Maar het initiatief is toekomstbestendig en schaalbaar naar bredere gezondheidsvraagstukken. Het Zorg Innovatie Plein vormt zo een dynamische ontmoetingsplek waar kennis, ervaring en vernieuwingskracht samenkomen – met als missie: duurzame, toegankelijke zorg voor iedereen in Twente.