„Kijken" in het lichaam
staat voor ware revolutie
Kosmonautendorp bij Moskou
open voor gewone mensen
'CcidócSowuvnt'
finale
3d-
RONDLEIDING DOOR ECHTE RUIMTEVAARDER
ZATERDAG 8 APRIL 1989 PAGINA 26
PATIËNT KAN
VEEL ELLENDE
WORDEN BESPAARD
DEN HAAG - „Kijken" met de
computer in het menselijk lichaam
staat aan de vooravond van een
ware revolutie.
Röntgenfoto's zijn maar ouderwets
en de moderne methoden van
scannen (aftasten) ogen nogal ar
moedig vergeleken met de glashel
dere, bewegende, driedimensionale
beelden die de computer in de na
bije toekomst kan maken. Aandoe
ningen als een botbreuk, gebarsten
hersenpan, gescheurde spier, ver
brijzelde enkel en allerlei lichame
lijke vergroeiingen zijn dan stuk
ken beter „in kaart" te brengen.
Iemand die gewond het ziekenhuis bin
nenkomt, krijgt dan scanners op het ge
wonde lichaamsdeel gericht, waarna de
computer „real-time", dus zonder op
onthoud, alle beelden vertaalt in een
haarscherp „dieptebeeld" van bijvoor
beeld het verbrijzelde hielbeen. De arts
kan het geprojecteerde letsel draaien en
met een druk op de knop maakt een ma
chine een piepschuimen model van het
kapotte bot. Aan de hand van die sculp
tuur kan de chirurg nauwkeurig nagaan
wat er precies aan de hand is, hij kan
een prothese nog voor de operatie op
maat laten vervaardigen en een proef-
operatie in piepschuim verrichten. De
voordelen;, een sterke afname van het
aantal foute diagnoses, schouwoperaties,
mislukte operaties en herhalingsopera
ties, een enorme kostenbesparing en niet
te vergeten: de patiënt wordt heel wat el
lende
beelden
Om dit alles mogelijk te maken, zijn
universiteiten en industrie in Nederland
kort geleden het onderzoek Three-di
mensional Computer Vision gestart. In
het project werken natuurkundigen, me
dici, biologen en informatici samen van
vakgroepen van de universiteit en het
academisch ziekenhuis van Utrecht, van
de Technische Universiteit Delft en van
de universiteit van Amsterdam.
„Hoofdaannemer" is de Vakgroep Ra
diologie en Nucleaire Geneeskunde van
de Universiteit van Utrecht, die in dit
onderzoek nauw samenwerkt met een
gelijksoortige vakgroep van de universi
teit van North Carolina. Ook andere
Amerikaanse universiteiten en de uni
versiteit van Leuven hebben een rele
vante inbreng.
De wetenschappers werken aan een
computerprogramma waarmee compu
tertechnieken op het gebied van driedi
mensionale beelden (3D-beelden), af
komstig uit de ruimtevaart en de vlieg-
Links: Schedel van een
tweejarig patiëntje dat werd
geboren met verbeende
schedelnaden. De groei van de
hersenen werd belemmerd
doordat de schedel niet kon
meegroeien. Met als gevolg dat
hersenen en schedel een
ongewone vorm kregen. Op het
patiëntje is toen een
driedimensionaal
computertomografisch
onderzoek gepleegd om zicht te
krijgen op de schedelvorm en
alle eventuele mogelijkheden
voor correctie door de chirurg.
Het maken van alle 129 scans
duurde zo'n 80 minuten. Het
buisje in de mond is het
slangetje van de
Midden: Een 3D-reconstructie
van dezelfde schedel waar
doorheen nu de met vloeistof
gevulde hersenkamers te zien
Rechts: Een 3D-reconstructie
van alleen de hersenkamers die
qua vorm van de normale
situatie afwijken.
tuigindustrie, beschikbaar komen voor
1 de gezondheidszorg.
Het gaat dus om een software-project;
vandaar dat het onderzoek plaatsheeft
onder auspiciën van SPIN, (Stimulerings
Projectteam Informaticaonderzoek).
SPIN is een organisatie die zich in op
dracht van de overheid inzet voor ver
sterking van de Nederlandse positie op
kansrijke terreinen van de informatica.
SPIN betaalt vier miljoen van de in to
taal dertien miljoen gulden aan kosten.
De onderzoekers willen de te ontwikke
len software uiteindelijk in „ruwe vorm"
ter beschikking stellen aan bedrijven die
aan het onderzoek meewerken. Het zijn
Philips Medical Systems en de Neder
landse dochters van Agfa-Gevaert en
Hewlet-Packard. In ruil voor hun jaar
lijkse bijdrage van 75.000 gulden elk
mogen zij de resultaten van het onder
zoek omzetten in produkten voor de
markt. Daarbij wordt ervan uitgegaan
dat de - buitenlandse - computerindus
trie in de vier jaar dat het onderzoek
naar verwachting zal duren, zeer snelle
computers op de markt brengt. Want
wie spreekt over 3D-beelden, heeft het
over verwerkingssnelheden van een mil
jard eenheden informatie per seconde.
Driedimensionaal beeld van een schedel.
Banaan
De mensen die ooit bewonderend hun
blindedarm, niersteen of ongeboren kind
op de terminal mochten aanschouwen,
lullen zich wellicht afvragen wat er dan
mankeert aan de hedendaagse, geavan
ceerde scannings-methoden. Met andere
woorden: zijn computertomografie,
echografie, nucleaire magnetische reso
nantie en dergelijke dan waardeloos?
„Nee, gebrekkig", zegt P. F. G. M. van
Waes van de Vakgroep Radiodiagnos-,
tiek en Nucleaire Geneeskunden van de
universiteit van Utrecht. „Röntgen is in
feite niet meer dan schuiven met scha
duwen en het moderne scannen is een
standaardmethode, terwijl iedereen ei
genlijk net iets anders in elkaar zit. 3D
kan daar wel aan beantwoorden, het laat
ook veel meer zien en met 3D zit men
bovendien ver onder de gemiddelde
stralingsniveaus; vaak is van straling he
lemaal geen sprake".
„De hedendaagse methoden geven bo
vendien niet meer dan doorsneden in
één richting. Een echo geeft tegelijkertijd
verschillende soorten beelden, zoals van
vocht, huid, bot, vaten en cellen. Dat
maakt het beremoeilijk voor de chirurg
om zich een compleet beeld van het pro
bleem te vormen. Vergelijk het maar
met een banaan die je in plakjes snijdt.
Daarna is evenmin precies na te gaan
welk plakje op welke plaats thuishoorde.
Met andere woorden, operaties of be
handelingen op basis van de bestaande
technieken leiden niet zelden tot een
slecht resultaat en dus tot heroperaties.
Of tot schouyvoperaties omdat de chirurg
de patiënt toch maar openmaakt om zelf
even te kijken. Met alle ellende vandien
voor de patiënt, om over de extra kosten
niet te spreken".
Plakken
De vakgroep van Van Waes in Utrecht
heeft in de afgelopen drie jaar tweehon
derd patiënten „computermatig gecom
poneerd". Met een verbeterde scanning-
techniek zijn verminkingen, breuken als
mede aangeboren en verworven afwij
kingen afgetast en weergegeven in 140
tot 160 „beeldplakken" van elk ander
half tot dne millimeter dik. Met de licht
pen werden de contouren van elke mate
riaalsoort opgespoord waarna de beeld
schijven van bot, lucht, huid, vet of
vocht vervolgens - net als die van de
banaan - „gestapeld" werden, zeg maar
in elkaar gedrukt. Zo ontstaat één beeld
dat sterk de suggestie wekt driedimen
sionaal te zijn. Een beeld zo scherp als
van een tekenfilm, alsof het te pakken is.
Elektronisch kan de computer om aparte
beelden gevraagd worden. Niet alleen
van-bot of huid, ook van oppervlakten,
doorzichten en uitsnijdingen. De beel
den zijn bovendien te draaien, te vergro
ten en te verkleinen, hetgeen het „3D-ef-
fect" nog verhoogt.
oneller
Het „componeren" is echter een tijdro
vende zaak; de computer heeft twintig
seconden nodig om één beeldje door te
rekenen en te tonen. Al met al moet de
patiënt vaak zo'n twee uur doodstil zit
ten; en dat is lastig, zeker als deze ergens
pijn heeft.
Het nieuwste SPIN-programma is daar
om gericht op het samenstellen van een
snel computerprogramma dat de platte
beelden „real-time", dus onmiddellijk,
verwerkt en „3D" weergeeft. Van Waes:
„De chirurg krijgt zo een mooi beeldver-
slag. Maar aangezien chirurgen liefst iets
ïn handen hebben, werken we ook nog
software die de 3D-beelden vertaalt
in een sculptuur van piepschuim. Net
zoals een draaibank door gegevens van
de computer gestuurd wordt. Aan een
kapotte piepschuimen heup of zo, kan
de man zien wat er precies aan de hand
is en wat hij moet doen. Hij kan zelfs
een proefoperatie in piepschuim doen.
Hij kan oefenen voordat hij werkelijk
het mes hanteert".
Omdat het vervaardigen van het model
nu ongeveer tien uur duurt, moeten
snelle computers ook hier een oplossing
bieden. Uiteindelijk moet het frezen
„real-time" plaatshebben. De patiënt zit
op een stoel, de camera is gericht op het
letsel, de 3D-beelden verschijnen meteen
op het scherm en tegelijk wordt van de
Tijd
De wetenschappers hebben goede hoop
dat de vervolmaking van de software
een succes wordt in de vier jaar dat het
onderzoek naar verwachting zal duren.
Ir. H. P. Struch, directeur van SPIN:
„De noodzakelijke technieken hebben
we al in huis. Met name Philips heeft op
het gebied van digitale beeldverwerking
en patroonherkenning al veel gedaan.
Utrecht en de universiteit van North
Carolina lopen min of meer voorop".
Lichaamscellen en bloedvaten zijn nog
niet te vertalen door de computer. Dat
komt naar men hoopt later, evenals het
3D-scannen van bewegende beelden, zo
als van hart en longen. Van Waes: „Het
zit er dik in dat elk ziekenhuis in de
naaste toekomst over dergelijke krachti
ge beeldverwerkende computers zal be
schikken. Mismakingen zoals van de
Elephantman zijn dan grotendeels weg te
werken. Misschien komt het ooit zover
dat de arts een set plakken inlevert,
waarna de computer automatisch het
hele plaatje geeft. Of dat de gewonde pa
tiënt al bij binnenkomst in het zieken
huis gescand wordt zodat de chirurgen
meteen kunnen nagaan hoe ze moeten
opereren".
HENK ENGELENBURG
De ingang van het ruimtevaartmuseum in Sterrendorp
FOTO'S: PERSUNIE
ZVEZDNOGO GORODKA - Een
metershoog standbeeld van Joeri
Gagarin markeert de plaats waar
's werelds eerste ruimtevaarder
woonde. De gids wijst op twee ven
sters, links, zes hoog. Daar was zijn
huis. Zijn vrouw Valentina woont
er nog steeds.
Zvezdnogo Gorodka, 'Sterrendorp', 35
kilometer ten noordoosten van Moskou,
is de woonplaats van de Sovjet-kosmo
nauten. Behalve sobere flatgebouwen,
een school en een ruimtevaartmuseum
zijn er de faciliteiten te vinden waar ze
oefenen.
Sterrendorp is al jarenlang een soort be
devaartsoord voor wetenschappers en
ruimtevaartjournalisten uit de gehele
wereld. Gewone belangstellenden had
den er echter geen toegang. Maar de
glasnost schrijdt voort, en met ingang
van deze maand is het mogelijk een be
zoek aan het kosmonautencentrum te
brengen. En rondgeleid te worden door
een levensechte ruimtevaarder.
Tijdens een gedeelte van de excursie is
fotograferen volstrekt taboe. Naar het le
vensgrote model van het ruimtestation
Mir mag alleen maar gekeken worden
vanaf een balustrade. Dat het model
werkelijk in gebruik is blijkt wanneer
een kosmonaut, in volle uitrusting, er
naar binnen gaat. Het echte station
draait sinds 1986 om de aarde. Eind vo
rig jaar werd erin het ruimteduurrecord
op 366 dagen gesteld door de kosmonau
ten Vladimir Titov en Moesa Manarov.
In een grote, ronde hal staat de 'centrifu
ge', 18 meter in diameter, waarmee de
zwaartekrachtproeven worden gedaan.
De capsule aan het eind draait met een
snelheid tot 200 kilometer per uur in de
hal rond. Elders is het vluchtleidingscen-
trum te vinden, waar de ruimtevaartui
gen op hun reis door het heelal worden
Spannend
De kosmonaut die onlangs een groep
Nederlandse journalisten begeleidde was
niet de eerste de beste. Vladimir Lechov
(47), tweemaal onderscheiden met de
Lenin-orde, was driemaal in de ruimte,
maakte diverse ruimtewandelingen en
bezat ooit het ruimteduurrecord van 175
dagen. Maar hij werd pas echt bekend
toen hij begin september vorig jaar. sa
men met de Afghaanse kosmonaut Ab
dul Achad Momand, op een haar na aan
de dood ontsnapte.
„Het scheelde maar dertig seconden",
vertelt hij. „We waren, na een bezoek
aan de Mir, met de Sojoez TM-5 onder
weg naar de aarde toen er tot twee keer
toe iets fout ging met het besturingssys
teem. Er was toen nog maar één kans
over om het er levend af te brengen. Zou
die mislukken, dan waren we ten dode
opgeschreven. Want er was voor maar
twee dagen voedsel aan boord en red
dingspogingen van buitenaf waren op
korte termijn uitgesloten. Tijdens de
laatste manoeuvre zouden dertig secon
den bepalend zijn voor ons leven. Maar
het lukte".
Lechov ziet er voor ons, gewend als we
zijn aan de aanblik van slanke, atletische
Amerikaanse astronauten, bepaald niet
als een ruimtevaarder uit. Hij is kort, ge
drongen en heeft een forse buik. Maar
dat past op zich wel weer bij de aanblik
van het gehele dorp, dat zich in niets on
derscheidt van andere Russische plaat-
Oagarin
In het ruimtevaartmuseum valt de na
druk vooral op Joeri Gagarin, die op 12
april 1961 het startsein gaf voor de be
mande ruimtevaart. Op 27 maart 1968
kwam hij om het leven toen hij neer
stortte met de straaljager waarmee hij
een trainingsvlucht maakte. Zijn as werd
ingemetseld in de muur van het Kremlin
en hij wordt in de Sovjetunie nog steeds
geëerd als een van de belangrijkste bur
gers die het land heeft voortgebracht.
De herinneringen aan Gagarin zijn tal
loos. Op panelen worden foto's getoond
waarop hij staat afgebeeld met tal van
prominenten - alleen die waarop de
toenmalige partijleider Chroestsjov hem
hartstochtelijk omhelst is er niet bij.
Zelfs zijn half verbrande portemonnee,
die in de resten van de verongelukte
straaljager werd gevonden, wordt ten
toongesteld.
Documentatie over de ruimtevaart van
de Sovjetunie is in Sterrendorp echter
nauwelijks te vinden. Maar misschien
komt dal nog. Aan public relations heb
ben de organisatoren echter wel gedacht.
De excursie wordt besloten in de kamer
waar alle kosmonauten plechtig worden
toegesproken voordat ze naar de lanceer
basis vertrekken. Iedereen krijgt een
mapje ter herinnering, met een groepsfo
to met de kosmonaut die het gezelschap
rondleidde, een oorkonde die geldt als
bewijs voor het bezoek aan Sterrendorp
en een medaille met de afbeelding van
Gagarin. De klok boven de deur wijst
10.31 uur aan - het tijdstip van diens
overlijden.
ANDRÊ HORLINGS
