Tijdens een kennismakings- en koppelingsdag van NWO over nieuwe lichttechnieken kwam sterrenkundige Frans Snik (Universiteit Leiden) in contact met vaatchirurg Joost van der Vorst en oncologisch chirurg Alex Vahrmeijer (beiden van het Leids Universitair Medisch Centrum). Vahrmeijer vertelde dat hij bij operaties geen goede techniek heeft om tumoren af te grenzen van gezond weefsel. Hij vertrouwt op wat hij ziet en voelt. Van der Vorst voegde daaraan toe dat ook de doorbloeding van het weefsel, bijvoorbeeld als hij een voet van een diabetespatiënt opereert, lastig is in te schatten met het blote oog. Ze verzuchtten dat de huidige commerciële technieken vaak niet nauwkeurig genoeg zijn en dat dat leidt tot vertraagde behandelingen, inefficiënte operaties en hoge zorgkosten. Sterrenkundige Snik zag het begin van een oplossing.
Ster of planeet, ziek of gezond
De oplossing is gebaseerd op een uitgebouwde versie van integrale-veldspectroscopie. Bij integrale-veldspectrografie meten sterrenkundigen voor meerdere lichtpunten tegelijk de spectra. De uitgebouwde versie, in 2014 bedacht en getest door Nederlandse onderzoekers, meet daarnaast de polarisatie (trillingsrichting) van het licht. Door de combinatie van spectrum en polarisatie kunnen sterrenkundigen bijvoorbeeld onderscheid maken tussen een ster en een exoplaneet en deze planeet karakteriseren. En chirurgen kunnen die combinatie van spectrum en polarisatie gebruiken om tumoren te onderscheiden van gezond weefsel of een goede doorbloeding van een verstoorde doorbloeding.
De sterrenkundige en de chirurgen vroegen bij NWO succesvol subsidie aan voor hun project met de naam Hyperion. Dat staat voor HYperspectral and Polarization-selective Examination of Regional perfusion and Identification Of Neoplasms. Het optisch instrument moet tijdens operaties aangeven waar de tumor eindigt of waar de doorbloeding stokt. Het wordt kleiner, handzamer en mobieler dan bij een telescoop.
In het project doen naast de sterrenkundigen en chirurgen ook artsen, patiënten en Nederlandse bedrijven zoals Quest Medical Imaging, het CHDR en cosine mee. Binnen het project wordt in zes jaar een prototype ontwikkeld, getest en geoptimaliseerd. Het uiteindelijke doel is om het instrument op de markt te brengen.
Kennis- en Innovatieconvenant
Het project staat onder leiding van Van der Vorst en is een van zes onderzoeksprojecten die geld krijgen uit het onderzoeksprogramma Toekomstige Optische Breedbandsystemen binnen het Kennis- en Innovatieconvenant van NWO. In deze programma’s ligt de nadruk op samenwerking tussen kennisinstellingen, private partijen en overheid.
Het spectrum én de polarisatie van Venus in een oogopslag. Nederlandse sterrenkundigen bedachten in 2014 een manier om van licht tegelijk het spectrum en de polarisatie te meten. Hier is de methode succesvol getest voor de planeet Venus. De planeet (linksonder) is zichtbaar als een sikkel omdat maar een deel door de zon beschenen wordt. Van elke pixel is het spectrum en de polarisatie gemeten (zie inzet). Door de combinatie van spectrum en polarisatie kunnen sterrenkundigen bijvoorbeeld onderscheid maken tussen licht dat van een ster komt en licht dat van een exoplaneet komt, en deze planeet vervolgens ook karakteriseren. Chirurgen kunnen die combinatie van spectrum en polarisatie gebruiken om tumoren te onderscheiden van gezond weefsel of een goede doorbloeding van een verstoorde doorbloeding. (c) Rodenhuis et al., 2014 [hoge resolutie]