Untitled Document
MRI: Meten van molecuul tot mens
MRI-vleugel/Brigit
Span
Foto's/Bram Saeys
Uniek in Nederland. Dat is de gerenoveerde B-vleugel in
Natuurkunde-laag. Hier wordt een hele afdeling ingericht met MRI-scanners
in alle maten, waaronder een high volume scanner, waar mensen
in kunnen. Verschillende faculteiten gaan hier onderzoek doen,
onder meer Bouwkunde, Technische Natuurkunde en Biomedische Technologie.
Begin volgend jaar moet 't hele scala aan MRI-apparatuur in werking
zijn. Cursor nam alvast een kijkje in de B-vleugel.
Een mierenhoop, zo valt de gerenoveerde B-vleugel in Natuurkunde-laag
het beste te beschrijven. Vele werklieden zijn bezig de laatste
hand te leggen aan een uniek project. De metalen 'dome' waar de
grote MRI-scanner onder komt te staan, moet nog wit worden geschilderd.
De immens hoge boog moet ervoor zorgen dat het magneetveld wordt
tegengehouden. Iets van ijzer laten rondslingeren als de supergeleidende
magneet in werking is, is uit den boze. Prof.dr.ir. Klaas Kopinga
demonstreert bij een kleinere magneet het effect: buiten de magneet,
waar het hoge veld in zit, is nog een uitwaaierend magneetveld.
Alles wat ijzer bevat, reageert hier op. De paperclip die Kopinga
aan een touwtje vasthoudt, vliegt de lucht in richting magneet.
"Je kunt je voorstellen dat alles wat daar rondslingert,
een levensgevaarlijk projectiel wordt."
Nu nog zijn alle magneten die in de B-vleugel komen te staan verspreid
over het Natuurkunde-gebouw. Op de deur van de eerste ruimte staat:
'pas op, hoog magneetveld'. Er staat een soort metalen vat helemaal
in de hoek van de ruimte. Meteen bij binnenkomst struikel je bijna
over de apparatuur. "Je hebt altijd dezelfde ingrediënten
nodig voor MRI", legt Kopinga uit, terwijl hij wijst naar
de apparatuur. "Een sterke zender en ontvanger, een computer
en een magneet." De apparatuur en magneet worden denkbeeldig
van elkaar gescheiden door een zwart-gele lijn op de vloer, die
je niet mag overschrijden met een pacemaker, mobiele telefoon
of bankpasjes.
Weefsels
"Dit is niet alleen een initiatief van Natuurkunde, ook BMT
en Bouwkunde zijn hierbij betrokken", zegt Kopinga. Bijna
tien jaar lang wordt samen met Bouwkunde onderzoek gedaan naar
poreuze bouwmaterialen met MRI-apparatuur.
"Er wordt straks op twee vlakken onderzoek gedaan",
vertelt Kopinga. "Naar harde bouwmaterialen en naar biologische
weefsels." Bij harde bouwmaterialen kan worden gedacht aan
baksteen, beton, hout en papier. Onderzoek hiernaar wordt gedaan
in kleine scanners die gebruik maken van Magnetic Resonance Imaging
(MRI). De medische scanners die voor mensen worden gebruikt, zijn
heel wat groter. In de B-vleugel wordt dit alles samengebracht.
"Het unieke van wat we hier doen, is dat wij ons proefmateriaal
ook beïnvloeden door er bijvoorbeeld druk op uit te oefenen
of er warme lucht of vocht langs te voeren. We hadden echter behoefte
aan meer experimenteerruimte. In Twente stond een zogenoemde whole
body scanner waar een mens in kan. Die konden we naar de TU/e
halen. Daarop zijn we gaan overleggen met Philips en het Sint
Jozefziekenhuis. Philips zal ook de benodigde elektronica leveren."
Hoewel de TU/e niet erg veel hoeft te betalen voor de MRI-scanner
is het in werking hebben van een dergelijke supergeleidende magneet
een dure hobby. "Het kost minstens 50.000 gulden per jaar
aan onderhoud en vloeibare stikstof en helium om 'm te koelen."
Omdat er op de TU/e niet alleen mensen in gaan, wordt er niet
gesproken over whole body scanner, maar over een high volume scanner.
Ook de faculteit BMT gaat intensief gebruik maken van de B-vleugel,
zegt prof.dr. Klaas Nicolay. "Magnetische resonantie neemt
een geweldige vlucht in de medische diagnostiek. Ook voor biomedisch
onderzoek wordt er veel gebruik van gemaakt. Met deze techniek
kunnen veel zaken worden gemeten, zoals de structuur van weefsels,
maar ook de functie ervan, bijvoorbeeld de pompfunctie van het
hart. Eigenlijk ligt MRI op het snijvlak van technologie en BMT,
daarom is het één van de core-technieken binnen
BMT. Wat er dadelijk aan MRI-installaties op de TU/e staat, is
behoorlijk uitgebreid. Je kunt hier straks meten van molecuul
tot mens."
Hart- en vaatziekten, van hartinfarcten tot hartkleppen, de skeletspierfunctie
en botstructuren worden bekeken via de MRI-scanner bij BMT. Dat
wordt grotendeels gedaan met proefdieren; ratten en muizen. Deze
komen over uit Maastricht. Alle onderzoeken gebeuren in nauwe
samenwerking met de Universiteit van Maastricht. Zowel Nicolay
als Kopinga benadrukken dat ze verschillende dingen doen, maar
dat er veel dwarsverbanden zijn tussen de faculteiten. Kopinga:
"Voor alle disciplines gelden dezelfde wetmatigheden en theorieën."
Levensgevaarlijk
De high volume scanner staat zolang opgeslagen in N-laag. Het
is een witte tunnel die van de buitenkant lijkt op een opslagtank
voor olie. Met enorme flessen stikstof en helium wordt de magneet
koel gehouden. "Er zit supergeleidende draad in die met helium
moet worden gekoeld. Hij staat nu niet aan, maar als je 'm niet
koelt, warmt ie toch op. Het is beter om 'm koud te houden, goedkoper
ook." De stikstof slaat als ijs neer op de koppelslangen
die naar de magneet gaan. Er komt iemand binnen die een nieuw
vat stikstof komt aansluiten. Met een ijzeren tang maakt hij de
leiding los. "Dat mag straks dus niet", lacht Kopinga,
verwijzend naar de paperclip. "Dat is levensgevaarlijk."
Een deur met een codeslot geeft straks toegang tot de B-vleugel.
Er komt een detector die ijzeren materialen opspoort voordat iemand
naar binnengaat. De vloer waarop de scanner komt te staan, is
uitgediept en zwaar gefundeerd. De high volume scanner is namelijk
geen lichtgewicht: zeven ton weegt de magneet als ie helemaal
is aangekleed. Dat is overigens niets vergeleken met de dome waar
de magneet onder staat. Die weegt maar liefst 34 ton. In de ruimtes
zijn speciale afblaasleidingen aangebracht. Kopinga legt uit waarom
deze nodig zijn: "Het magnetische veld kan ineens wegvallen.
Dat noemen we quenchen en daarbij kan helium vrij komen. Zonder
de afblaasleidingen zouden de mensen geen lucht meer kunnen krijgen."
Wie de scanner ingaat, moet eerst een formulier invullen. Er wordt
bijvoorbeeld gevraagd of je ooit machinebankwerk hebt gedaan.
"Dat lijkt raar, maar er kan ooit een ijzersplinter in je
oog terecht zijn gekomen waar je geen last van hebt. Die wordt
door de magneet als het ware in je oog heen en weer getrokken",
schetst Kopinga.
Elke student die gebruik gaat maken van de B-vleugel wordt gebrieft
over wat wel en niet mag en kan. De B-vleugel wordt begin volgend
jaar in gebruik genomen. De officiële opening is in april
of mei. Dan zal ook professor Nicolay zijn intreerede houden en
is er een symposium over MRI./.
Ronddraaiende
tolletjes
MRI staat voor magnetic resonance imaging. Het is een toepassing
van de NMR techniek: nuclear magnetic
resonance ofwel kernspinresonantie. "Dan ben je bezig met
kernen van atomen, meestal waterstofatomen", zegt prof.
dr. ir. Klaas Kopinga. "Veel atoomkernen hebben behalve
lading een klein magneetje in zich, dit noemen we de kernspin.
Dat magneetje kun je laten tollen door er een elektromagnetisch
veld naar toe te sturen. Dat doe je met een zender met een specifieke
frequentie, waarbij de kernspin een heel klein radiosignaal uitzendt.
Dat kun je net meten. Door de signaalsterkte weet je iets over
de hoeveelheid 'tolletjes', dus eigenlijk water, op een plek.
Bij MRI laat je het magneetveld afhangen van de plaats, je laat
het variëren met grote spoelen. De atoomkernen op andere
plekken zenden dan verschillende signalen uit. Nadat deze gegevens
door de computer zijn gehaald, komt daar de MRI-scan (afbeelding)
uit."
MRI is ingevoerd als de vervanger van röntgenstralen, omdat
die schadelijk zijn voor de gezondheid. Naar de huidige wetenschappelijke
inzichten is MRI onschadelijk voor de mens. "De mens wordt
hooguit een graad opgewarmd. Dat kan geen kwaad." MRI kan
meer dan alleen het geven van een afbeelding van bijvoorbeeld
het hart. Het kan bijvoorbeeld de stroomsnelheid laten zien van
het bloed. Het aantal MRI-apparaten in ziekenhuizen stijgt, maar
vervangt röntgen nog niet. De laatste is sneller en gemakkelijker
en radiologen zijn gewend röntgenfoto's te interpreteren.
/. |
