Prof. Jan Lagendijk is hoogleraar klinische fysica met als aandachtsgebied de toepassing van de MRI bij bestraling. Het motto is: zien wat je bestraalt. Voor de ontwikkeling van deze technologie werkt hij nauw samen met Elekta en Philips. Lagendijk: “Wij verwachten dat deze systemen een revolutie gaan genereren in de radiotherapie.”
Van hyperthermie naar radiotherapie
Als je de geschiedenis van ontwikkelingen reconstrueert, zie je dat er veel toevalstreffers zitten tussen de beslissende episodes. Mijn loopbaan begon ik als promovendus in de fysica met het ontwerpen van een microgolf verwarmingstechniek voor warmtebehandeling (hyperthermie) van retinoblastoom bij baby’s. In de jaren tachtig is de hyperthermieresearchlijn uitgegroeid met regionale hyperthermie en oppervlakkige hyperthermie.
Op 1 mei 1985 ben ik in vaste dienst gekomen van het AZU als klinisch fysicus bij de afdeling radiotherapie. Na mijn benoeming in 1998 als hoogleraar Klinische Fysica Radiotherapie ben ik meer gaan werken aan de MRI-gestuurde radiotherapie. Komende vanuit de hyperthermie, aanvankelijk als relatieve buitenstaander in dit nieuwe vakgebied. Door deze switch hebben we magere tijden gehad, als nieuwe radiotherapie onderzoeksgroep moesten we met een klein aantal AIO’s werken, veel onderzoeksvoorstellen die werden afgewezen.
De switch van hyperthermie naar radiotherapie is gelukt door een toevalstreffer. We kregen de opkomst van de mobiele telefoons, met de zorgen die mensen hadden over wat een mobiel deed met je hoofd, of er schadelijke bijwerkingen konden zijn van opwarming. Daar hadden we met kennis van hyperthermie wel expertise over in huis; dat konden we wel uitrekenen. Nokia, Motorola, iedereen was vol interesse.
Ineens stroomde er geld naar onze onderzoeksgroep, zoveel dat we voor elke AIO ook 1 of 2 extra medewerkers konden aannemen die werkten aan de nieuwe MRI-gestuurde radiotherapie. We konden publiceren, er ontstond massa, we waren ineens interessant voor heel goede vakmensen. Ook toen: door inzichten van verschillende disciplines en werkvelden bij elkaar te brengen en te koppelen aan bedrijven voor wie de klinische borging precies was wat ze nodig hadden.
Het vliegwieleffect van onze MRI-lijn
Met moderne MRI-technieken is duidelijk te zien waar een tumor precies zit en wat de eigenschappen ervan zijn. Door deze beelden ook te maken tijdens de behandeling zelf kan de bestraling heel gericht gestuurd worden. Voorbeelden hiervan zijn de MRI-versneller, de MRI-gestuurde brachytherapie robotica en recent de MRI/PET-scanner.
De MRI-lijn is zeer succesvol en heeft geresulteerd in de uitbreiding van de voormalige Divisie Beeld met het Centrum voor Beeldgestuurde Oncologische Interventies (CBOI). Binnen deze setting groeide de intensieve samenwerking met radiologie (Willem Mali en Maurice van den Bosch), de high field MRI (Peter Luijten) en het gebruik van HIFU voor behandelingen (Chrit Moonen).
“Ik sprak laatst een journalist van wie de mond openviel toen het tot haar doordrong dat we tot kort geleden geen beeld hadden bij de bestraling.”
In de meeste instellingen in Nederland is radiotherapie organisatorisch ingebed in de oncologische zorg. Bij ons was dat dus anders, en die verbinding met radiologie is voor de ontwikkeling van beeldgestuurde radiotherapie van grote waarde geweest. Juist omdat we hier nog sterker de verbinding konden maken van wetenschappers, clinici en de oplossingsgerichte denkkracht van de ingenieurs en ict’ers.
Waar we in mindere tijden 10 AIOS’sen hadden, lopen er nu bij radiotherapie meer dan 40 en bij de hele divisie Beeld zo’n 150, met tevens 60 á 70 fysici. Dat vliegwieleffect zorgt ervoor dat je ook massa hebt om tot grote ontwikkelingen te komen.
Mijn motto in praktijk: MR-Linac
Met Philips en Elekta hebben we samen de MR-Linac kunnen ontwikkelen. Voor die bedrijven was de klinische borging die ze bij ons konden vinden goud waard. En voor ons was het omgekeerde vanzelfsprekend het geval: de bedrijven waren goud, met de power die zij hadden, financieel, praktisch en qua marktpositie, om onze modellen – in eerste instantie vaak een soort houtje-touwtje-constructies – ook daadwerkelijk in productie te nemen. Er worden momenteel meer dan 100 MR-Linacs geïnstalleerd, in Europa, de VS en Japan.
Het UMCU heeft er straks als enige drie staan; de derde brengen we binnenkort in bedrijf. Een enorme stap in de ontwikkeling van beeldgestuurd bestralen van tumoren. Want hoe smart het allemaal ook klinkt voor de meeste mensen, ik sprak laatst een journalist van wie de mond openviel toen het tot haar doordrong dat we tot kort geleden dus gewoon niet konden zien wat we deden tijdens een bestraling. En dat is gewoon de realiteit. Door al die krachten samen te brengen hebben we het mogelijk gemaakt dat we zien wat we doen!
De opvolger: de MRI/PET-scanner
De MR-Linac zijn we ondertussen aan het doorontwikkelen; de MRI/PET-scanner komt er al aan. Ook hier ontwikkeld. De MRI/PET brengt naast de anatomie van tumoren ook de stofwisseling ervan in beeld. Dit maakt het mogelijk om kleine beweeglijke uitzaaiingen met grote precisie te lokaliseren en vervolgens met de MR-linac te bestralen. Je kunt dan rekening houden met de bewegingen in het lichaam. Ongelofelijk belangrijk, want onder invloed van bijvoorbeeld ademhaling en darmperistaltiek beweegt er van alles.
De MRI/PET is dus een aanvulling op de MR-Linac en maakt deze nog effectiever. Bij patiënten met een niet te groot aantal uitzaaiingen van dikkedarmkanker verwachten we dat bestraling van metabool actieve afwijkingen op het moment van overgang van intensieve therapie naar onderhoudstherapie, de uitzaaiingen met de onderhoudstherapie beter te kunnen beheersen en de gezondheid van patiënten langer stabiel te houden.
Andere veelbelovende ontwikkelingen
Er is zoveel te winnen, door nieuwe ontwikkelingen uit alle mee-leverende disciplines te omarmen en ze ruimte te geven. Er kunnen nieuwe partners aanhaken, en dat gebeurt ook. Protonenbehandeling kan winst opleveren bij de bestraling van grotere tumoren die in de buurt liggen van kwetsbare organen. Via het Prinses Máxima Centrum hebben we daarover samenwerkingscontacten met het UMCG; daar is protonentherapie volop in ontwikkeling. Maar denk zeker ook aan de ontwikkelingen op het gebied van ict, artificial intelligence (AI) en deep learning.
Ik heb op dat vlak echt spectaculaire ontwikkelingen meegemaakt; de eerste dosisberekeningen voor de MR-linac bestralingsbehandelingen namen een heel weekend in beslag; nu kan het in 20 seconden. AI gaat de komende jaren een heel belangrijke rol spelen in innovaties binnen de oncologie en is essentieel om de nieuwe behandelingen efficiënter uit te voeren. Er wordt ook bekeken of we laesies in het kader van immunotherapie kunnen maken met HIFU. Over je grenzen kijken, samenwerken met professionals die je onderwerp heel anders benaderen – het kan je vleugels geven.
De gouden formule voor samenwerking
Verbinding leggen tussen verschillende disciplines is precies wat ons met de ontwikkeling van beeldgestuurde radiotherapie heeft gebracht waar we nu zijn. Wij hebben die mix niet alleen gerealiseerd in een netwerk van samenwerkende instellingen, we hebben hem ook gevestigd binnen onze eigen instelling en afdeling.
We hebben hier op één gang ict’ers, ingenieurs, wetenschappers en klinici bij elkaar zitten. Die zijn met elkaar bezig om vraagstukken te benoemen, te analyseren, te formuleren wat er nodig is om een beperking in therapeutische mogelijkheden op te lossen, en dat vervolgens te gaan máken. En we hebben een hele sterke alliantie met bedrijven die wat we maken, ook naar de markt brengen. Dat samen laten lopen van krachten, dat is in onze visie hoe we de geneeskunde verder kunnen brengen.
Cruciaal in mijn ogen is dat je 4 dingen samenbrengt, ófwel binnen je eigen instituut, ófwel door strategische allianties te vormen:
- Een hele goede wetenschappelijke afdeling
- De ingenieursmentaliteit ‘niet alleen begrijpen, ook oplossen’
- Infrastructuur van labs, ict et cetera
- Een goede en grote kliniek