Van data naar daadkracht aan bed: technologie voor fijn en snel herstel
Twee onderzoekers verbeteren door onderzoek in het Catharina Ziekenhuis de zorg met slimme simulaties en voorspellende algoritmes, voor comfortabelere beademing en snellere detectie van achteruitgang.
De twee onderzoekers, Anouk van Diepen (32) en Tom Bakkes (30), hebben vijf jaar lang gewerkt aan innovaties die de zorg op de intensive care veiliger en slimmer moeten maken. Geen abstracte techniek, maar onderzoek dat direct effect kan hebben op hoe patiënten zich voelen, herstellen en worden behandeld.
Wat begon als een wetenschappelijke uitdaging, groeide uit tot iets dat écht het verschil kan gaan maken in de toekomst. Hun promoties aan de Technische Universiteit Eindhoven werden onlangs op één dag gepland én gecombineerd met een internationaal mini-symposium over monitoring en IC-zorg – een grote eer, en een mooi moment om stil te staan bij hun bijdrage aan de toekomst van de gezondheidszorg. Met dit artikel doen we dat nog een keer.
Mijn oom lag vijf jaar geleden aan de beademing, na een zware operatie. Hij bleef naderhand maar zeggen hoe oncomfortabel dat was
Simulaties vormden ideale trainingsdata
Stel je voor: je ligt aan de beademing. Je kunt niet praten. Je bent ziek, bang en je voelt dat de ademhaling niet goed gaat. Dat is wat sommige patiënten op de IC meemaken. Anouk zag het tijdens haar bezoeken aan de intensive care. En ze hoorde het in haar eigen familie. “Mijn oom lag vijf jaar geleden aan de beademing, na een zware operatie. Hij bleef naderhand maar zeggen hoe oncomfortabel dat was.” Het ging uiteindelijk goed met hem, maar de ervaring bleef hem bij.
Met het onderzoek waarmee ze promoveerde, deed ze er iets aan. Samen met Tom werkte ze vijf jaar lang aan onderzoek dat de IC-zorg moet verbeteren. Op 3 april verdedigden ze elk hun proefschrift – niet samen in één sessie, maar wel op dezelfde dag, als duo-promotie. Een mooie afsluiting van een intensieve samenwerking.
Hun onderzoek ontstond afzonderlijk, maar groeide al snel naar elkaar toe. Anouk bouwde computermodellen die het ademgedrag van patiënten simuleerden. Tom ontwikkelde algoritmes die signalen van onrust in de ademhaling automatisch kunnen herkennen. “Anouks simulaties vormden de ideale trainingsdata voor mijn software”, zegt Tom.
Tijdens de coronaperiode kwam hun onderzoek in een stroomversnelling. “We waren net begonnen, en ineens lagen er honderden patiënten aan de beademing. De IC was vol. Dit maakte het belang van kunstmatige beademing als levensreddende behandeling en ons onderzoek nog duidelijker.” In de eerste golf mochten ze het ziekenhuis niet in – begrijpelijk – maar daarna konden ze snel opschalen.
De long als een ballon
Wat Anouk wil bereiken? Dat de patiënt straks veel minder ongemak ervaart van de beademing. “Een beademingsmachine werkt alleen goed als die nauwkeurig aansluit op het ademritme én de ademhalingsbehoefte van de patiënt – hoeveel lucht, met welke druk, en op welk moment. Als dat niet klopt, voelt dat benauwend, alsof je geen lucht krijgt. En het kan ook schade veroorzaken aan de longen.”
Met haar modellen laat ze zien wat er fysiek gebeurt in het lichaam als patiënt en machine niet goed samenwerken. “Ik zie de long als een ballon. Als die verkeerd wordt opgeblazen, kan er iets misgaan. Door dat goed te modelleren, krijg je meer grip. En kunnen we de zorg verbeteren.”
Met ons model kun je dieper kijken, en eerder alarm slaan. Zonder dat je onnodig vaak aan het bed staat bij iemand bij wie niets aan de hand is
Model uit de Verenigde Staten
Tom richtte zich naast kunstmatige beademing op een ander moment in het zorgtraject: niet op de IC, maar op de verpleegafdeling. “Daar willen we vroeg herkennen welke patiënt achteruitgaat, zodat je sneller kunt ingrijpen.” Hij werkte aan een algoritme dat op basis van metingen, labwaarden en patiëntkenmerken voorspelt of iemand een verhoogd risico heeft om naar de IC te moeten, of zelfs te overlijden. “Het model is afkomstig uit de Verenigde Staten, maar ik heb het aangepast aan de Nederlandse situatie.”
Het doel is om verpleegkundigen en artsen beter te ondersteunen. “Ze houden nu al scores bij, maar die zijn relatief eenvoudig. Met ons model kun je dieper kijken, en eerder alarm slaan. Zonder dat je onnodig vaak aan het bed staat bij iemand bij wie niets aan de hand is.”
Tom blijft na zijn promotie als postdoc verbonden aan het Catharina Ziekenhuis. Hij is daarmee de brug tussen zijn werk aan de TU/e en de klinische praktijk. “We hopen dit jaar al een eerste pilot te draaien waarin het algoritme in de achtergrond meeloopt. Dan kijken we wat er nodig is om het echt in te zetten. Op termijn willen we dat dit ziekenhuisbreed kan draaien, en mogelijk ook daarbuiten.”
Ernstige achteruitgang soms voorkomen
Wat merkt de patiënt hiervan? Misschien niet meteen aan de buitenkant, maar het verschil is groot. Door betere afstelling van de beademing wordt het verblijf op de IC minder stressvol en mogelijk korter. Door betere inschatting van risico’s op de verpleegafdeling kunnen artsen eerder ingrijpen, en wordt ernstige achteruitgang soms voorkomen.
“We hopen dat dit patiënten helpt om sneller te herstellen, met minder schade, en dat ze niet onnodig lang op de IC hoeven te liggen”, zeggen Anouk en Tom. “En als het wel nodig is, dan in elk geval op een manier die zo goed mogelijk past bij wat de patiënt nodig heeft.”
Anouk en Tom deden hun promotieonderzoek onder de vlag van e/MTIC: het Eindhoven MedTech Innovation Center. Binnen dit samenwerkingsverband bundelen het Catharina Ziekenhuis, TU/e, Máxima MC, Kempenhaeghe en Philips hun krachten om medische innovaties sneller van lab naar kliniek te brengen. Zo sluiten technische doorbraken beter aan op de praktijk én op de patiënt.