De droom van dr. Eline Mos-Oppersma
“Mijn droom is dat de ondersteuning van de ademhaling van elke individuele patiënt op maat kan worden gereguleerd en geoptimaliseerd. We hebben tijdens de Coronacrisis gezien hoe belangrijk dat is. Door de ademhaling van de patiënten constant te meten, wordt duidelijk wat de patiënt zelf nog kan en wil. Op basis daarvan bepaalt de ademhalingsmachine van de toekomst bij elke in- en uitademing wat een patiënt moet doen. Zo ontstaat een eenheid tussen mens en machine.”
De patiënt
Annie (47)* heeft ademhalingsproblemen. Haar longen zijn ernstig beschadigd als gevolg van jarenlange astma en ze heeft nu bovendien een longontsteking opgelopen. Annie kan moeilijk ademen, heeft daardoor minder zuurstof en daardoor weinig energie. Traplopen, boodschappen doen of aankleden is lastig voor haar. De aandoening belemmert haar in haar activiteiten waardoor ze steeds meer in een isolement terechtkomt. Ze heeft een antibioticakuur van de huisarts gekregen, maar moet nog veel hoesten en voelt zich benauwd. Annie komt terecht in het ziekenhuis, waar zij ondersteuning van haar ademhaling nodig heeft.
De uitdaging
In Nederland worden per jaar ongeveer 80.000 patiënten opgenomen op de Intensive Care, van wie het grootste deel beademing nodig heeft. Daarnaast kampen veel mensen met chronische ademhalingsproblemen met alle gevolgen van dien. Zo telt Nederland maar liefst 600.000 COPD-patiënten die hiermee te maken hebben. COPD (Chronic Obstructive Pulmonary Disease, of Chronische Obstructieve Long Ziekte), staat nu op de zesde plaats van dodelijke ziektes. De verwachting is dat deze aandoening in 2025 zelfs op de derde plaats staat, na kanker en hart- en vaatziekten.
Bij acuut ademhalingsfalen ervaart de patiënt benauwdheid. Rusteloosheid, verwardheid en verlies van bewustzijn kunnen het gevolg zijn. Bij chronisch ademhalingsfalen is de patiënt overdag vaak vermoeid, heeft hij last van geheugen- en/of concentratiestoornissen en kunnen lippen, vingers of tenen blauw kleuren. ’s Nachts verergeren de klachten, waardoor patiënten onrustig slapen en vaak met hoofdpijn wakker worden en op termijn uitgeput raken.
De manier waarop beademing wordt gegeven, is afhankelijk van de toestand van de longen. Zowel de mechanische eigenschappen van de longen (hoe stug of slap zijn ze) als de mate waarin de patiënt nog zelf kan ademhalen, zijn van belang. Dit is echter momenteel nog niet te meten. Bovendien weten we nog niet welke aspecten precies van belang zijn bij het instellen van de beademingsmachine.
Hoeveel ondersteuning een patiënt exact nodig heeft, is dus niet gemakkelijk te bepalen. Te veel beademing kan schade geven aan de longen en ervoor zorgen dat de ademhalingsspieren te slap worden en de patiënt moeilijk weer van de beademing af komt wanneer de longen voldoende hersteld zijn. Aan de andere kant: te weinig ondersteuning kan er juist toe leiden dat de patiënt te hard moet werken om zuurstof binnen te krijgen en daardoor niet voldoende wordt geholpen. Dat is niet alleen eng, het gevoel alsof je stikt, maar ook heel vermoeiend.
Waarvoor vraag ik uw steun?
“In deze eerste stap op weg naar de realisatie van mijn droom willen we gedurende twee jaar metingen gaan uitvoeren op een groep van 100 COPD-patiënten op de Intensive Care. Meten is het kernbegrip in dit eerste deel van het onderzoeksproject. De metingen moeten duidelijk maken hoe de ademhaling wordt gereguleerd. Welke delen van het lichaam spelen hierin een rol en welke zijn het meest bepalend? Met dit onderzoek open ik als het ware de black box van de fysiologie van de ademhaling en daarmee zet ik een eerste noodzakelijke stap om patiënten uiteindelijk op maat te kunnen gaan beademen.
Na deze twee jaar hebben we voldoende data om duidelijk inzicht te krijgen in de processen die de ademhaling reguleren. En daarmee ontstaat ook het eerste zicht en perspectief op de verbetering van de beademing. Waarom komt een patiënt bijvoorbeeld wel of niet van de beademing af? We gaan in de volgende fase COPD-patiënten die de IC hebben verlaten, nog drie jaar lang volgen en meten. Parallel daaraan wil ik hypotheses ontwikkelen en deze gaan bewijzen en valideren aan de hand van verder onderzoek en klinische tests.”
Wat kan ik doen met 1 miljoen?
“Met dit bedrag komt ademhaling op maat voor longpatiënten een stuk dichterbij. Ik ga met het geld vijf meetopstellingen inrichten en tegelijkertijd onze onderzoeksgroep aanvullen met twee promovendi en een onderzoeksverpleegkundige. Zij gaan metingen op ademhaling verrichten bij 100 COPD-patiënten op de IC, de data analyseren en de op basis daarvan doorgevoerde innovaties aan de beademingsapparatuur opnieuw testen.”
Wie is Eline Mos-Oppersma?
Eline Mos-Oppersma is assistant professor in de vakgroep Cardiovasculaire en Respiratoire Fysiologie. Ze volgde de opleiding Technische Geneeskunde (TG) in Twente en studeerde af op het onderwerp ‘fysiologie van de longen’. Daarna werkte ze samen met het Radboudumc in Nijmegen op het gebied van beademing en met het aan Harvard University gelieerde Massachusetts General Hospital (USA) aan een project over Big Data en Machine Learning. Ze promoveerde op het onderwerp ‘Monitoring en regulatie van ademhaling op de Intensive Care’.
In de volgende fase van haar carrière richt Mos-Oppersma zich nu op de pathofysiologie van de regulatie van de ademhaling en gaat ze zowel de breedte als de diepte in. Ze wil precies snappen wat er op fundamenteel gebied qua ademhaling gebeurt en deze kennis bruikbaar maken in de praktijk voor artsen en patiënten.
Universiteit Twente
Eline Mos-Oppersma studeerde Technische Geneeskunde in Twente. Deze opleiding is aan de Universiteit Twente ontwikkeld en leidt een nieuw soort wetenschappers op. TG’ers zijn in staat om een brug te slaan tussen techniek, medische kennis en de spreekkamer. Zij snappen de dokter én de techneut. De Universiteit Twente beschikt over het TechMed Centre, een onderzoekscentrum met o.a. een eHealth House, simulatieruimtes en een hybride operatiekamer. Het TMC biedt veel mogelijkheden voor bezoeken en presentaties.
Voor haar project zoekt Mos-Oppersma de samenwerking met Twentse collega’s van verschillende disciplines. “Zowel binnen mijn faculteit Technische Natuurwetenschappen als de faculteit Elektrotechniek Wiskunde en Informatica (bijvoorbeeld de groep Biomedical Signals and Systems van Peter Veltink) zijn meerdere onderzoeksgroepen zeer bekwaam in het meten van biomedische signalen en het analyseren daarvan.”
*De hier beschreven patiëntcasus is fictief en gebaseerd op de ervaringen met verschillende echte patiënten, zoals onze onderzoekers ze tegenkomen in de klinieken.