Medische beeldvorming

Master
Science and Innovation Management
Medische beeldvorming
Technologische verkenning t.a.v.
klinisch toepasbare medische beeldvormingsmodaliteiten
Programma:
Science and Innovation Management
Stage (15 ECTS)
Begeleiders:
Ir. Daan Maatman, Hiteq
Dr. E.H.M. Moors, Universiteit Utrecht
Student:
Tim van Weerdenburg
0120529
[email protected]
Purperreiger 68
3628 CN
Kockengen
Hilversum, november 2008
Medische beeldvorming
1
Medische beeldvorming
Voorwoord
Over de afgelopen drie maanden is dit rapport samengesteld tijdens een stage bij Hiteq.
Het
betreft
een
verkenning
van
de
klinisch
toepasbare
medische
beeldvormingsmodaliteiten in Nederland. Het maakt deel uit van een breder project rond
gezondheidstechnologie. Voor details van het project en andere verkenningen verwijs ik
graag naar www.hiteq.org.
Ik wil graag van de gelegenheid gebruik maken om Daan Maatman en Ellen Moors te
bedanken voor hun begeleiding vanuit respectievelijk Hiteq en Universiteit Utrecht. Mede
dankzij hun input was ik in staat het project tot een goed resultaat te brengen.
Verder wil ik graag alle experts uit de radiologie en de nucleaire geneeskunde bedanken
die hebben meegewerkt aan dit project. Jullie inzichten waren van grote waarde.
Tot slot wil ik graag mijn medestudenten en collega’s bij Hiteq bedanken. Dankzij jullie
heb ik mijn stageperiode als leerzaam en leuk ervaren.
Tim van Weerdenburg
Hilversum, November 2008
2
Medische beeldvorming
3
Medische beeldvorming
Inhoudsopgave
VOORWOORD ..................................................................................................... 2
1
INTRODUCTIE .............................................................................................. 6
2
THEORIE ...................................................................................................... 8
2.1
THEORETISCHE ACHTERGROND ........................................................................ 8
2.1.1
Medische technologie ........................................................................ 8
2.1.2
Medische beeldvorming ..................................................................... 9
2.2
THEORETISCH RAAMWERK ............................................................................ 13
2.2.1
Innovatie ...................................................................................... 13
2.2.2
Complexiteit van de innovatie .......................................................... 15
2.2.3
Innovatiesysteem benadering........................................................... 17
2.2.4
Conceptueel kader .......................................................................... 22
3
METHODE ................................................................................................... 24
3.1
ANALYSE VAN DE TECHNOLOGIE ..................................................................... 24
3.2
ANALYSE VAN DE COMPLEXITEIT VAN DE INNOVATIE ............................................... 24
3.3
ANALYSE VAN HET INNOVATIESYSTEEM ............................................................. 26
3.3.1
Sociale kaart.................................................................................. 26
3.3.2
Functies van het innovatiesysteem .................................................... 27
4
TECHNOLOGIEËN ....................................................................................... 32
4.1
RÖNTGENTECHNIEKEN ................................................................................ 32
4.1.1
Analyse van de complexiteit van de innovatie ..................................... 32
4.1.2
Analyse van het innovatiesysteem .................................................... 35
4.2
MAGNETISCHE RESONANTIE .......................................................................... 42
4.2.1
Analyse van de complexiteit van de innovatie ..................................... 42
4.2.2
Analyse van het innovatiesysteem .................................................... 44
4.3
GELUIDSGOLVEN ...................................................................................... 48
4.3.1
Analyse van de complexiteit van de innovatie ..................................... 48
4.3.2
Analyse van het innovatiesysteem .................................................... 50
4.4
RADIOACTIEVE ISOTOPEN ............................................................................ 54
4.4.1
Analyse van de complexiteit van de innovatie ..................................... 54
4.4.2
Analyse van het innovatiesysteem .................................................... 56
5
CONCLUSIE ................................................................................................ 60
6
DISCUSSIE................................................................................................. 66
REFERENTIES ................................................................................................... 68
TERMEN EN AFKORTINGEN ............................................................................... 74
BIJLAGE 1: TECHNOLOGIEËN............................................................................ 78
BIJLAGE 2: INTERVIEWTRANSCRIPTS .............................................................. 98
4
Medische beeldvorming
5
Medische beeldvorming
1 Introductie
Kwaliteit van leven en gezondheid is een maatschappelijk thema van alle tijden. In het
streven naar een zo optimaal mogelijke kwaliteit van leven en gezondheid spelen
technologische ontwikkelingen binnen de gezondheidstechnologie een belangrijke rol.
Innovaties vanuit de medische technologie en de farmaceutische industrie volgen elkaar
in rap tempo op; continu wordt getracht de huidige producten en processen te
verbeteren en/of nieuwe technologieën te ontwikkelen (Octrooicentrum Nederland,
2008). Redenen genoeg voor Hiteq om verkenningen uit te voeren naar verschillende
technologieën binnen deze sector.
Van der Meer en Stehouwer (2005) geven aan dat medische technologieën de afgelopen
jaren enorme ontwikkelingen hebben doorgemaakt en bovendien nog steeds niet
uitontwikkeld zijn. Dit, gecombineerd met de interesse vanuit Hiteq in de gevolgen van
toekomstige technologische ontwikkelingen voor technisch vakmanschap, maakt de
sector medische technologie een zeer interessant onderzoeksgebied.
Binnen de medische technologie zijn twee deelgebieden te onderscheiden: medische
hulpmiddelen en lichaamsmaterialen. Vooral het deelgebied medische hulpmiddelen is
zeer gevarieerd. In beknopte bewoording betreft het voorwerpen, apparaten of stoffen
die bedoeld zijn voor de diagnose of de behandeling van stoornissen, verwondingen en/of
beperkingen. Voorbeelden van zaken die hieronder vallen zijn röntgenapparatuur en
infuuspompen, maar ook rolstoelen en gehoorapparaten. Binnen het deelgebied
lichaamsmaterialen kan worden gedacht aan bijvoorbeeld donorweefsel en kunsthuid,
welke worden gebruikt bij orgaantransplantaties of de behandeling van brandwonden.
(RIVM, 2008). Dit onderzoek zal zich richten op klinische toepassingen van medische
beeldvormingstechnologieën.
Omdat er nog veel onduidelijk is wat betreft de toekomstige ontwikkelingen in de sector
medische beeldvorming in Nederland, worden in dit onderzoek de technologische
ontwikkelingen binnen dit domein verkend. Dit onduidelijke toekomstbeeld is grotendeels
te danken aan het innovatieve karakter van dit technologische domein (Octrooicentrum
Nederland, 2008). De consequenties die deze ontwikkelingen met zich mee brengen,
kunnen variëren van een hogere kwaliteit van de gezondheidszorg tot aanpassingen voor
technische beroepen (diagnostisch kompas, 1997).
De doelstelling van dit project is dan ook om de sector medische beeldvorming in kaart
te brengen. Hierbij komen de kansen en bedreigingen voor de sector medische
beeldvorming in Nederland aan het licht en wordt ingegaan op de strategische
consequenties voor de betrokken actoren. Het onderzoek zal een sterk verkennend
karakter hebben.
Er zal een technologische verkenning worden uitgevoerd naar de verschillende medische
beeldvormingmodaliteiten. Het is interessant om, naast de technologische aspecten, te
kijken naar de technologische innovatie zelf. Wat is de aard (complexiteit) van de
innovatie; wat verandert er qua beeldvormingsconcept en architectuur van het product?
En tevens naar het innovatiesysteem waarin deze technologie zich bevindt: wie zijn de
betrokken partijen die gezamenlijk de zogenaamde sociale kaart vormen en welke
functies vervullen zij?
De verkenning zal daarom bestaan uit drie delen. Allereerst zal er, op basis van een
literatuurstudie en interviews met experts een uiteenzetting worden gemaakt van deze
modaliteiten. Vervolgens zal naar de aard (complexiteit) van de innovatie worden
gekeken door gebruikt te maken van het speciaal daarvoor ontwikkelde hypercube model
6
Medische beeldvorming
van Afuah en Bahram (1995) en tot slot naar de sociale kaart binnen hun
technologiespecifieke innovatiesysteem en naar de functies die hierin worden vervuld
door gebruik te maken van de functiebenadering van Hekkert et al (2007). Deze analyses
worden los van elkaar uitgevoerd. Dit alles met als doel de wetenschappelijke kennis
omtrent de technologische ontwikkelingen van klinisch toepasbare medische
beeldvormingsmodaliteiten te vergroten.
Voor dit onderzoek is de volgende centrale onderzoeksvraag geformuleerd:
Wat zijn, vanuit technologisch perspectief, de kansen en bedreigingen voor de sector
medische beeldvorming in Nederland en welke strategische consequenties heeft dit voor
de betrokken actoren?
Om een antwoord te vinden op bovenstaande centrale vraag, zijn de volgende
deelvragen geformuleerd voor elk van de specifieke technologieën:
•
Wat zijn de technologische karakteristieken van de klinisch toepasbare medische
beeldvormingsmodaliteiten en wat zijn de technologische ontwikkelingen in het
verleden, heden en de toekomst?
•
Wat is de aard (complexiteit) van de innovatie, gezien vanuit het perspectief van
de betrokken actoren?
•
Hoe ziet de sociale kaart eruit voor de verschillende klinisch toepasbare medische
beeldvormingsmodaliteiten in Nederland?
•
In welke functies voorziet het innovatiesysteem waarin de klinisch toepasbare
medische beeldvormingsmodaliteiten zich bevinden?
•
Hoe dienen de betrokken actoren met de bestaande kansen en bedreigingen om
te gaan om de medische beeldvormingssector succesvol(ler) te maken?
Leeswijzer
In hoofdstuk 2 zal de theorie worden behandeld die ten grondslag ligt aan dit onderzoek.
In paragraaf 2.1 zal de theoretische achtergrond van medische technologie, en meer
specifiek medische beeldvorming, worden toegelicht. In paragraaf 2.2 komt het
theoretisch raamwerk aan bod, resulterend in het conceptueel kader in paragraaf 2.2.4.
In hoofdstuk 3 wordt de gebruikte methode nader toegelicht, waarbij zowel wordt
ingezoomd op de methode van dataverzameling als op de methode van data-analyse
voor respectievelijk de technologische karakteristieken, de complexiteit van de innovatie
en het innovatiesysteem waarin de betreffende medische beeldvormingsmodaliteit zich
bevindt.
Vervolgens worden de resultaten gepresenteerd. De analyse van de technologische
karakteristieken en technologische ontwikkelingen is terug te vinden in bijlage 1. De
resultaten van complexiteitsanalyse en de innovatiesysteemanalyse worden in hoofdstuk
4 gepresenteerd. Daarbij worden de medische beeldvormingsmodaliteiten die gebruik
maken van röntgentechnieken, magnetische resonantie, geluidsgolven en radioactieve
isotopen respectievelijk in paragraaf 4.1 t/m 4.4 behandeld.
In hoofdstuk 5 en 6 komen tot slot de conclusie en discussie aan bod.
In bijlage 2 zijn de interviewtranscripts terug te vinden met diverse experts uit de
radiologie en de nucleaire geneeskunde.
7
Medische beeldvorming
2 Theorie
In dit hoofdstuk zal de theorie worden behandeld die ten grondslag ligt aan dit
onderzoek. Allereerst zal in paragraaf 2.1 de theoretische achtergrond van medische
technologie en medische beeldvorming worden behandeld. Vervolgens zal in paragraaf
2.2 het theoretische kader aan bod komen.
2.1 Theoretische achtergrond
In deze paragraaf wordt de theoretische achtergrond van medische technologie en
medische beeldvorming behandeld. Eerst vindt er een korte introductie plaats ten
aanzien van medische technologie in paragraaf 2.1.1. Vervolgens worden de medische
beeldvormingsmodaliteiten geïntroduceerd in paragraaf 2.1.2.
2.1.1 Medische technologie
Technologie is niet meer weg te denken uit de hedendaagse samenleving. Tushman en
Anderson (1986) definiëren technologie als ‘de hulpmiddelen, apparaten en kennis die
invloed hebben tussen de input en output van een proces en/of nieuwe producten of
diensten creëren’.
In de gezondheidszorg wordt medische technologie doorgaans gezien als de ‘technieken,
medicijnen, apparatuur en procedures die gebruikt worden door medische professionals
bij het geven van medische hulp aan individuen, en de systemen waarin deze hulp wordt
verstrekt’. (Institute of Medicine, 1985)
Continue technologische ontwikkelingen sporen aan tot toekomstgeoriënteerd onderzoek.
Vooruitkijken helpt mensen en organisaties om te plannen voor de toekomst en om
rationele beslissingen te nemen (Armstrong, 2001; Porter et al, 2004). Belangrijk hierbij
is de beschrijving en waar mogelijk, voorspelling van toekomstige technologieën en de
impact van bepaalde trends.
Tushman and Anderson (1986) definiëren technologische verandering als ‘een
incrementeel cumulatief proces tot het is doorbroken door een grote sprong voorwaarts’.
Het domein ‘medische beeldvorming’ is bij uitstek een domein waar veel ingrijpende
verbeteringen en vernieuwingen plaatsvinden op zowel technologisch als maatschappelijk
vlak. Zo is de ontwikkeling verbonden aan andere dynamische technologische domeinen
als informatietechnologie en nanotechnologie; vooruitgang in deze industrieën werkt ook
door in de medische beeldvorming. (Postma et al, 2007)
8
Medische beeldvorming
2.1.2 Medische beeldvorming
Medische beeldvormingtechnologie omvat een aantal van de meest krachtige
diagnostische hulpmiddelen die de moderne wetenschap tot haar beschikking heeft;
radiologie en nucleaire geneeskunde.
Radiologie
De radiologie is ontstaan met de ontdekking van de röntgenstraling door J.C.
Röntgen in 1895. De omvang van de radiologie is in de loop der jaren
toegenomen door de komst van invasieve vasculaire technieken, echografie,
computertomografie (CT) en kernspintomografie (magnetic resonance imaging,
MRI). Naast de diagnostische verrichtingen is de laatste 20 jaar het aantal
minimaal invasieve therapeutische ingrepen op geleide van beeldvormende
technieken sterk toegenomen.
Op een moderne radiologische afdeling worden verschillende modaliteiten
toegepast: conventionele radiologie, speciale onderzoeken met contrast
middelen, interventieradiologie, echografie, CT en MRI. (Bron: Van der Meer en
Stehouwer, 2005)
Nucleaire geneeskunde
Het vakgebied nucleaire geneeskunde omvat de ontwikkeling en toepassing van
radiofarmaca voor diagnostiek en therapie. Het begin van het specialisme wordt
gemarkeerd door de ontwikkeling van het cyclotron in 1932, waarmee
kunstmatige radioactieve stoffen konden worden geproduceerd. Tot de eerste
klinisch toepasbare tracers behoren jodium-131, fosfos-32 en strontium-89.
Aanvankelijk waren er alleen therapeutische toepassingen; pas in het begin van
de jaren zestig werd de gammacamera ontwikkeld. En vanaf die tijd
ontwikkelde zich de nucleair geneeskundige diagnostiek. Een van de
belangrijkste ontwikkelingen van het afgelopen decennium is de positronen
emissie tomografie (PET). De nucleaire geneeskunde onderscheidt zich van de
radiologie omdat er altijd radioactieve tracers aan de patiënt worden
toegediend. Daarom hebben deze vakgebieden zich in een aantal landen los van
elkaar ontwikkeld. Dat het accent lange tijd lag op de toepassing van jodium131 bij patiënten met schildklierziekten, verklaart de (historische) relaties
tussen de nucleaire geneeskunde en de inwendige geneeskunde. In een aantal
landen zoals Engeland en de Verenigde Staten, wordt de nucleaire geneeskunde
als een deelgebied van radiologie beschouwd. Een belangrijk voordeel daarvan
is dat de beeldvormende techniek op een meer integrale manier aan de kliniek
wordt aangeboden en dat de ontwikkeling van richtlijnen voor een doelmatig
gebruik van het toenemend aantal, vaak ook dure, methoden wordt
vergemakkelijkt. De recente opkomst van gecombineerde PET/CT-apparatuur
brengt deze beide specialismen nader tot elkaar. (Bron: Van der Meer en
Stehouwer, 2005)
Gemeenschappelijk voor zowel radiologie als nucleaire geneeskunde is dat er met
ioniserende straling wordt gewerkt en dat de veiligheid van patiënten en personeel moet
worden gewaarborgd volgens internationale richtlijnen.
9
Medische beeldvorming
De continu verbeterende resolutie maakt een zeer vroege diagnose van een ziekte
mogelijk, hetgeen leidt tot een veel betere prognose. Daarnaast wordt verwacht dat
medische beeldvorming in de toekomst steeds belangrijker zal worden bij het monitoren
van de effectiviteit van de behandeling. Tevens heeft recente vooruitgang ervoor gezorgd
dat live ondersteuning bij minimale chirurgische ingrepen, door gebruik te maken van
beeldvormingmodaliteiten, de open chirurgie kan vervangen (Persson, 2006). Deze
minimale chirurgische ingrepen gecombineerd met medische fotografie, radiologie en in
de toekomst mogelijk gentherapie, maken het mogelijk om met grote precisie een
specifieke plaats te behandelden zonder het omliggende weefsel te beschadigen.
(Geertsma et al, 2007)
Klinisch inzetbare apparatuur voor medische beeldvorming bestaat doorgaans uit een
serie algoritmes gecombineerd met visualisatiecomponenten om de data weer te geven
en te verifiëren. Het betreft daarom doorgaans complexe software (Wolf et al, 2005). Het
ontwikkelingsproces van medische apparatuur is in figuur 1 grafisch weergegeven.
Medische
noodzaak
Data
Algoritmes
Interactie
Klinisch gebruik
Visualisatie
Figuur 1: Ontwikkeling van medische beeldvormingapparatuur
Bron: Wolf et al. (2005)
Zoals te zien is in figuur 1, wordt data verkregen als gevolg van medische noodzaak en
worden tevens algoritmes ontwikkeld. De resultaten die voortkomen uit de algoritmes
worden visueel gemaakt. Door klinisch gebruik en interactie, worden de ervaringen
teruggekoppeld om de algoritmes, en de daaruit resulterende visualisatie te
perfectioneren. (Wolf et al, 2005)
Diverse (opkomende) technologische modaliteiten binnen de medische beeldvorming
evolueren zich in snel tempo. Hieronder is een korte samenvatting gegeven van de
belangrijkste vormen van beeldvormend onderzoek:
•
Röntgenfotografie; röntgenstraling is een vorm van elektromagnetische straling
met een kortere golflengte dan licht. Het is vooral het doordringend vermogen
van röntgenstraling dat het zo interessant maakt voor medische beeldvorming.
Röntgenstraling dringt namelijk vrij gemakkelijk door weefsels heen en wordt
selectief tegengehouden door zwaardere materialen. De straling kan worden
10
Medische beeldvorming
gedetecteerd door fotografische film, zodat men de beelden kan waarnemen als
zogenaamde röntgenfoto’s. (Diagnostische kompas, 1997)
•
Computertomografie; computertomografie wordt in het medisch jargon vaak
afgekort tot CAT of CT-scan. Het is een diagnostische procedure die gebruik
maakt van de zojuist genoemde röntgenstraling; een methode die het mogelijk
maakt om (beter) onderscheid te maken tussen de weke delen. Immers, hoewel
lang niet zo sterk als botweefsel, ook de weke delen absorberen röntgenstralen.
Kleine verschillen in absorptie worden versterkt, waardoor de weke delen nu wel
zichtbaar kunnen worden gemaakt. Op deze CT-scan blijven botstructuren als op
gewone röntgenfoto's heel goed te zien, maar daarnaast zijn de omgevende weke
delen ook enigszins zichtbaar. (NCZ, 2008)
•
Magnetic resonance imaging (MRI); de afkorting MRI staat voor ‘Magnetic
Resonance Imaging’ (magnetische resonantiebeeldvorming). De werking van de
MRI-scanner berust erop dat isotopen met een oneven aantal kerndeeltjes,
bijvoorbeeld waterstof en fosfor, een magnetisch veld maken. Het is een techniek
die veel in de radiologie wordt gebruikt om structuren en functies van het lichaam
te visualiseren. Het voorziet in gedetaileerde beelden van het lichaam in elk
gewenst vlak. Bovendien heeft het een groter contrast in week weefsel dan bij CT
het geval is. (Diagnostische kompas, 1997)
•
Echografie; echografie, ook wel echoscopie genoemd, is een techniek die gebruik
maakt van hoog frequente geluidsgolven die zich door het lichaam verplaatsen en
op grensvlakken tussen zachte en hardere structuren reflecteren. Deze golven
worden vanuit de echograaf het lichaam ingezonden via een zogenaamde
transducer, die direct contact maakt met de huid, en geluidsgolven kan zenden en
ontvangen. Eenmaal door de huid wordt het uitgezonden geluid door de
verschillende weefsels in het lichaam als een echo teruggekaatst naar de
transducer, alwaar deze echo middels een computersysteem genaamd een scanconverter dit signaal omzet in videobeelden, die vervolgens visueel worden
gemaakt op een monitor. Deze techniek stelt de medische wereld onder meer in
staat om organen in beeld te brengen. Zo kunnen ze zicht krijgen op de grootte,
structuur en eventuele pathologische afwijkingen ervan. (Diagnostische kompas,
1997)
•
Isotopenscan; bij een isotopenscan worden beelden gemaakt gebruikmakend van
radioactieve isotopen. Voor het specialisme nucleaire geneeskunde is het een zeer
belangrijk onderdeel. Er zijn binnen deze technologie drie vormen te
onderscheiden. Allereerst is er de gewone scan waarbij op een vlakke plaat een
afbeelding van (een gedeelte van) een patiënt wordt gemaakt, bijvoorbeeld een
botscan. De andere twee zijn de PET- en de SPECT-scan. In alle drie de gevallen
wordt een bepaalde radioactieve isotoop aan de patiënt toegediend. Deze isotoop
hoopt zich selectief op in een aan te tonen afwijking. De plaatsen waar deze
isotoop zich heeft verzameld worden vervolgens met instrumenten gedetecteerd.
De dosis radioactief materiaal wordt uiteraard zo laag mogelijk gekozen. Met deze
technieken is het soms mogelijk om afwijkingen aan te tonen die op andere
manieren niet aan te tonen zijn. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
•
Positron Emissie Tomografie (PET); PET is een medische beeldvormingmodaliteit
waarbij een radioactieve isotoop, ook wel radionuclide genoemd, bij de patiënt
wordt ingebracht. Met een speciale camera die de straling detecteert kan een 3Dbeeld worden gevormd van de verdeling van de radioactieve isotoop in het
lichaam. (Tai, 2004)
11
Medische beeldvorming
•
Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT); Computertomografie
met behulp van uitstraling van enkelvoudige fotonen. Een SPECT-scan is een 3dimensionale diagnostische techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van
radioactief gelabelde stoffen. Door een stof te kiezen die zich selectief in bepaalde
weefsels of organen ophoopt kan een beeld worden verkregen van de verdeling
van de radioactieve isotoop in het lichaam. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
Naast deze afzonderlijke medische beeldvormingmodaliteiten zijn er belangrijke stappen
ondernomen om verscheidene beeldvormingmodaliteiten in één systeem onder te
brengen. Voorbeelden zijn SPECT/CT en PET/CT.
Bij het onderzoeken van de verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten is een
theoretisch raamwerk nodig dat analyse mogelijk maakt. In de volgende paragraaf wordt
dit nader toegelicht.
12
Medische beeldvorming
2.2 Theoretisch raamwerk
In deze paragraaf zullen innovatietheoretische benaderingen (waaronder de
innovatiesysteem benadering en het hypercube model) worden behandeld die als basis
dienen voor het analytische kader van dit onderzoek.
2.2.1 Innovatie
De Oostenrijkse econoom Schumpeter (1934) wordt veelal gezien als de grondlegger
voor het begrip innovatie. Hij bracht het academisch onderzoek naar innovaties op gang
nadat hij ze beschreef als ‘nieuwe combinaties’. Edquist (1997) typeert innovaties jaren
later als nieuwe creaties met een economische betekenis, waarbij het veelal combinaties
betreft van bestaande elementen.
Innovaties spelen een zeer belangrijke rol in ons dagelijks leven. Hieronder is een citaat
weergegeven afkomstig uit The Innovation Journey van Van de Ven et al. (1999). Er
wordt een indicatie gegeven van de rol die innoveren in ons dagelijks leven speelt:
“Every day, in our personal and professional lives, we innovate. Nothing matters more to
our success and our survival – and yet we struggle with our understanding of the process
of innovation. Sometimes it is messy; sometimes it is elegant; usually it is both and
more”.
Innovatie
De term innovatie wordt veelvuldig verward met inventie, terwijl inventie
slechts de eerste stap is in het innovatieproces. Innovatie is meer dan enkel een
goed idee; het is het hele proces om dit idee in de praktijk toepasbaar te
maken. (Bron: Tidd, 2000)
Smits (2002) maakt de kanttekening dat een inventie lang niet altijd tot
innovatie leidt en benadrukt tevens het economische en sociale belang
innovatie. Hij onderstreept dat veel factoren van invloed zijn op het wel of
transformeren naar succesvolle toepassingen. Zijn definitie van innovatie is
ook als volgt:
een
van
niet
dan
“...a successful combination of hardware, software and orgware, viewed from a
societal and/or economic point of view...”
Hardware refereert naar materiële middelen, software naar de verscheidene
vormen van kennis (software, handleidingen, digitale informatie, impliciete
kennis) en orgware naar de organisatorische en institutionele omstandigheden
die het proces van inventie naar innovatie beïnvloeden. (Smits, 2002)
Wetenschappelijk onderzoek uit het verleden heeft een duidelijk onderscheid gemaakt
tussen verschillende typen innovaties met elk hun eigen karakteristieken. Zo is er het
onderscheid gemaakt tussen product- en procesinnovaties, technologische- en
administratieve innovaties en incrementele- en radicale innovaties (Damanpour e.a.,
2006). Een model dat een totaalbeeld geeft van het gehele innovatieproces bestaat (nog)
niet. (Tidd e.a., 2005).
13
Medische beeldvorming
Technologische innovatie is onderhevig aan zeer complexe processen en is afhankelijk
van de ontwikkeling van wetenschappelijke en technologische kennis en de vertaling
daarvan naar nieuwe producten en processen (Hekkert et al, 2007; Negro, 2007;
Edquist, 1997). Hekkert et al (2004) benadrukt de grote rol van de interactie tussen de
actoren en ontwikkelingen op het innovatieproces. Het verloop van het innovatieproces is
hierdoor vaak grillig.
In een poging de innovatiesystemen van technologieën, sectoren of landen te analyseren
en te beoordelen, ontstonden eerst netwerkconcepten en later theorieën over
innovatiesystemen. Hierbij werd ook onderscheid gemaakt in het niveau waarop het
innovatiesysteem in kaart werd gebracht. Zo werd er bijvoorbeeld gebruik gemaakt van
nationale innovatiesystemen (NIS), regionale innovatiesystemen (RIS) en technologie
specifieke innovatiesystemen (TSIS). (e.g. Freeman, 1995; Negro, 2007; Edquist, 1997;
Hekkert et al. 2007).
Innovaties zijn veelal verschillend in complexiteit; daar waar de ene innovatie slechts een
incrementele aanpassing van het product betreft die zowel voor de producenten als de
gebruikers tot weinig aanpassing leidt, is de ander radicaler van aard. Om de
complexiteit van de innovatie te bepalen, kan gebruik worden gemaakt van het
hypercube model van Afuah en Bahram (1995).
14
Medische beeldvorming
2.2.2 Complexiteit van de innovatie
Afuah en Bahram (1995) geven aan dat een innovatie verschillende fases doorloopt
binnen de zogenaamde value-added-chain (waardeketen). Deze waardeketen bestaat uit
leveranciers, innoveerders, consumenten en complementerende innoveerders (of coinnoveerders). De laatste groep heeft betrekking op andere innovaties die nodig zijn bij
de adoptie van de basisinnovatie.
Het door hun opgestelde hypercube model analyseert deze verschillende innovatieve
fases en geeft aan hoe een actor die ermee te maken krijgt om moet gaan met deze
verschillen. In figuur 2 is dit model weergegeven.
Complementerende
Innoveerders
Architectuur
product
Consument
Onveranderd
Incrementele
Innovatie
Modulaire
Innovatie
Veranderd
Architecturale
Innovatie
Radicale
Innovatie
Versterkt
Omvergeworpen
Innoveerder
Leverancier
Waardeketen
Kernconcepten
Figuur 2: De hypercube of innovation (Afuah and Bahram, 1995)
Kerncomponenten zijn karakteristieke delen van het product die het design belichamen
en een specifieke functie hebben. Clark en Henderson (1990) noemen de manier waarop
de componenten zijn geïntegreerd en zijn gecombineerd als geheel de architectuur van
een product. Verandering kan worden beschreven in termen van kernconcepten en
architectuur en kan worden geclassificeerd in vier categorieën: incrementeel, modulair,
architecturaal en radicaal. (Wu en Hisa, 2004; Clark and Henderson, 1990; Afuah and
Bahram, 1995)
Grote veranderingen in de kernconcepten maken de acceptatie van de innovatie
moeilijker, doordat geïnvesteerde tijd en geld nutteloos zijn zonder de zekerheid dat dit
de prestatie verbetert. Wanneer de architectuur van het product gelijk blijft, wordt een
innovatie gezien als incrementeel of modulair. Dit betekent dat bestaande kennis en
vaardigheden slechts tot op bepaalde hoogte niet meer bruikbaar zijn.
Naast de bestaande kennis en vaardigheden is ook de relatie tussen de innovatie en de
bestaande producten van belang. Het hypercube model maakt onderscheid tussen
versterkte en omvergeworpen concepten1 voor innovaties. Versterkte concepten
vertonen een sterk verband met de huidige bestaande producten. Zulke innovaties
1
Bij versterkte concepten wordt bedoeld dat er een aanpassing is gemaakt aan het bestaande
kernconcept (Voorbeeld; DVD met meer opslag capaciteit), terwijl bij omvergeworpen concepten
dit bestaande kernconcept geheel wordt vervangen (VHS versus DVD)
15
Medische beeldvorming
bestaan uit vergelijkbare componenten en zijn complementair ten opzichte van
voorgaande innovaties. Omvergeworpen concepten hebben een vernietigender effect op
bestaande producten en vervangen deze grotendeels.
Het hypercube model noemt innovaties radicaal wanneer zowel de architectuur als de
kernconcepten omver worden geworpen. Radicale innovaties worden als wenselijk
betiteld wanneer (Afuah and Bahram, 1995):
• Ze overduidelijke verbeteringen in de prijs-kwaliteitverhouding met zich
meebrengen voor de consument;
• De innoveerder een nieuwe markt betreedt;
• De consument nog geen tijd heeft gehad innovatiespecifieke kennis en
vaardigheden op te bouwen;
• Institutionele eisen erom vragen.
Waardeketen
Het hypercube model maakt onderscheid tussen vier typen actoren binnen de
zogenoemde
waardeketen:
leveranciers,
innoveerders,
consumenten
en
complementerende innoveerders (of co-innoveerders). Hieronder worden deze actoren
beschreven.
Leveranciers
Leveranciers leveren componenten van producten, en in het geval van innovatie moeten
ze in staat zijn (deels) nieuwe componenten te leveren. Het succes van een innovatie
hangt minder af van de leveranciers dan van de consument, omdat leveranciers niet echt
de keus hoeven te maken over de acceptatie van de innovatie. Echter, ook leveranciers
kunnen de adoptiekans verlagen door te weigeren bepaalde componenten te maken. Hoe
meer componenten door een leverancier worden gemaakt, hoe meer invloed deze heeft
op de adoptie van een innovatie. Het zal moeilijk zijn voor innoveerders om zulke grote
en gespecialiseerde leveranciers te vervangen door andere leveranciers. Leveranciers
zullen een innovatie gemakkelijk accepteren zolang ze de kennis en vaardigheden
hebben om het te produceren en het winst oplevert. (Afuah and Bahram, 1995)
Innoveerders
Innoveerders hebben een centrale rol binnen de waardeketen, ze convergeren een idee
in een concreet product. Ze moeten de innovatie ontwikkelen en daarom moeten ze in
het bezit zijn van de juiste kennis en vaardigheden. In het geval van grote innovaties
moeten ze ook de kapitaalverstrekkers kunnen overtuigen van de noodzaak voor de
innovatie. Hierbij is het belangrijk om de benodigde kennis en vaardigheden met
betrekking tot bestaande producten in ogenschouw te nemen. Een innovatie kan
bijvoorbeeld als effect hebben dat de huidige kennis en vaardigheden overbodig zijn
geworden. (Afuah and Bahram, 1995)
Consumenten
Consumenten spelen een cruciale rol bij het
adoptiesnelheid bepaalt in hoge mate het succes
innovatie bestaat volgens Damanpour (2006) dan
adoptie van de innovatie. Het is daarom belangrijk
innovatie ontvangen.
succes van de innoveerder. De
van de innovatie. Een succesvolle
ook uit twee stadia: generatie en
om te weten hoe consumenten een
Complementerende innoveerders (of co-innoveerders)
Het concept van complementerende innoveerders betreft alle innovaties die nodig zijn
om de prestatie van de basisinnovatie te verhogen. De toegevoegde waarde van een
innovatie hangt deels af van complementerende producten. Hardware producten zijn
bijvoorbeeld enkel interessant wanneer er software producten bestaan die kunnen
draaien op die hardware. Wanneer complementerende producten moeite hebben zich aan
16
Medische beeldvorming
te passen aan de nieuwe situatie, kunnen de voordelen van de innovatie in mindere mate
aanwezig zijn.
De in deze waardeketen aanwezige actoren betreffen allen actoren uit het zogenaamde
innovatiesysteem. Deze zogenoemde innovatiesysteembenadering zal in paragraaf 2.2.3
worden toegelicht.
2.2.3 Innovatiesysteem benadering
In de innovatietheorie staat centraal innovatie geen geïsoleerd proces is, maar
plaatsvindt in een netwerk van actoren, regelgeving, etc. Een dergelijk innovatiesysteem
is de stroom van technologie en informatie tussen mensen, ondernemingen en instituten.
Het concept 'innovatiesysteem' werd voor het eerst geïntroduceerd door B.-Å. Lundvall in
1985. Echter, het achterliggende idee is te herleiden naar het werk van Friedrich List;
“The National System of Political Economy” (1841), wat grote overeenkomsten had
(Freeman, 1995).
Nationaal Innovatiesysteem
Er is geen dominante definitie van het begrip ‘Nationaal Innovatiesysteem’
(NIS). Om een beeld te geven van de strekking zijn hieronder een drietal
prominente definities weergegeven (OECD, 1997):
“… the network of institutions in the public and private sectors, whose activities
and interactions initiate, import, modify and diffuse new technologies...”
(Freeman, 1987)
“... the elements and relationships which interact in the production, diffusion
and use of new, and economically useful, knowledge ... and are either located
within or rooted inside the borders of a nation state. (Lundvall, 1992)
“... the national institutions, their incentive structures and their competencies,
which determine the rate and direction of technological learning (or the volume
and composition of change generating activities) in a country…” (Patel and
Pavitt, 1994)
Hierbij wordt ervan uitgegaan dat niet alleen bedrijven en industrieën onderling
een systeem vormen, maar daarnaast ook andere instituten, actoren en
randvoorwaarden in het netwerk betrokken zijn.
Het genereren en uitwisselen van kennis speelt een belangrijke rol binnen
innovatiesystemen. Lundvall (1997) ziet innovatie als het resultaat van interactief leren.
17
Medische beeldvorming
In figuur 3 is een algemeen model weergegeven van een innovatiesysteem.
Industrieel
systeem
Randvoorwaarden
Intermediairen
Educatie en
onderzoekssysteem
Infrastructuur
Vraagkant
Politiek systeem
Figuur 3: Innovatiesysteem model
Bron: Schuttelaar (2007) op basis van Kuhlmann en Arnold (2001)
Naast de genoemde nationale innovatiesystemen bestaan zoals eerder genoemd ook
diverse publicaties met varianten op een ander schaalniveau of gericht op een specifieke
technologie; regionale, sectorale en technologiespecifieke systemen.
In dit project worden technologieën binnen de klinische medische beeldvorming verkend.
Gezien de technologische inslag wordt daarom het Technologie Specifieke Innovatie
Systeem (TSIS) nader geanalyseerd voor de beeldvormingmodaliteiten met het oog op
de toekomst. De TSIS benadering geeft aandacht aan de dynamiek van het systeem, iets
wat van groot belang is bij het analyseren van verandering in een opkomende
technologie (Hekkert et al, 2007). Centraal bij de TSIS benadering is de vraag wat de
invloed is van de verschillende actoren op de ontwikkeling, de diffusie en het gebruik van
een specifieke technologie of product (Johnson, 2001). Carlsson en Stankiewicz (1991)
identificeren drie basiselementen binnen het innovatiesysteem: actoren, netwerken en
instituties, welke hieronder kort worden toegelicht.
•
Actoren; Dit betreft alle spelers in het netwerk; bedrijven, overheden,
kennisinstellingen of universiteiten, kapitaalverstrekkers, intermediairs of
leveranciers. Allemaal hebben ze hun eigen competenties en hun specifieke rol op
ontwikkeling binnen het systeem. Deze actoren zijn ofwel aanwezig in de eerder
beschreven waardeketen of hebben een ondersteunende of intermediaire functie.
•
Netwerken; De diverse actoren vormen met hun gezamenlijke relaties een
netwerk. Dit netwerk is belangrijk voor de verspreiding van technologische kennis
of impliciete kennis (tacit knowledge). Dit kan middels publiekprivate
samenwerking,
overeenkomsten
tussen
producent
en
gebruiker,
of
samenwerkingsverbanden tussen onderzoeksgroepen betekenen (formeel) of
informele relaties. Jacobsson en Bergek (2004) stellen dat netwerken de perceptie
bepalen van wat wenselijk of mogelijk is en daarmee sturing geven aan de keuzes
van organisaties. Een bedrijf heeft daarnaast ook baat bij externe kennis,
18
Medische beeldvorming
regelgeving en financiering. Voor het inbedden van een nieuwe technologie is het
nodig dat technologiespecifieke coalities gevormd worden, die zich mengen in het
maatschappelijke debat (Bergek et al., 2006b). Samenwerkingsverbanden en de
creatie van maatschappelijk draagvlak zijn dus erg belangrijk.
•
Instituties; Edquist (1997) definieert instituties als de regels, routines en normen
en waarden binnen het innovatiesysteem die gezamenlijk het gedrag van de
actoren bepalen. Hij identificeert drie functies van deze instituties; het reduceren
van de onzekerheden door verschaffen van informatie, het beheersen van
conflicten en samenwerking en het creëren van stimulerende prikkels. De
instituties moeten worden aangepast aan de nieuwe technologie om diffusie
mogelijk te maken (Bergek et al., 2005).
In onderstaande figuur 4 is een uitbreiding gegeven op figuur 3 ter illustratie van een
innovatiesysteem inclusief de verschillende hierboven beschreven elementen.
Vraagkant
Innovatieve
en zakelijke
steun
IPR en
kennis
Grote
bedrijven
Beroepseducatie en
training
Intermediairen
Hoger
onderwijs en
onderzoek
New
technology
based firms
Publieke
sector
onderzoek
Ondernemersdrang
Volwassen
MKB
Innovatiebereidheid
Bankwezen
Risicokapitaal
Risico
Educatie en
onderzoeksysteem
Randvoorwaarden
Industrieel
Systeem
Belasting
en subsidie
Infrastructuur
Medici
Financieel
klimaat
Standaarden
en normen
Patiënten
Politiek systeem
Overheid
Bestuur
RTD-beleid
Figuur 4: Innovatiesysteem
Bron: Schuttelaar (2007) op basis van Kuhlmann en Arnold (2001)
19
Medische beeldvorming
Functies innovatiesysteem
De bepalende factoren in de ontwikkeling van een technologie kunnen zichtbaar gemaakt
worden door de activiteiten binnen het TSIS te onderzoeken (Negro, 2007). Door de
belangrijkste processen (functies) te analyseren, wordt een dynamische dimensie aan het
TSIS gegeven (Hekkert et al., 2007; Negro et al., 2007).
Functies zijn de belangrijkste activiteiten binnen een innovatiesysteem, omdat deze
direct leiden naar een beoogd doel. De functies zijn dus niet de doelen op zich, maar de
sleutelmechanismen die naar dit doel leiden. Door nu juist te focussen op deze
mechanismen, komt de dynamiek van het systeem naar voren. (Bergek et al., 2005)
Op basis van de verschillende categorieën functies uit diverse empirische studies (Suurs
en Hekkert, 2005; Meijer et al, 2006, Negro 2007), hebben Hekkert et al (2007) een set
van functies opgesteld om de belangrijkste activiteiten in innovatiesystemen in kaart te
brengen, en om verschuivingen in technologie specifieke innovatiesystemen te
beschrijven en te verklaren. Er is onderscheid gemaakt tussen de volgende zeven
functies:
1. Ondernemersactiviteit; ondernemers vormen een belangrijk deel van een
innovatiesysteem. Ze zijn van essentieel belang voor een goed functionerend
innovatiesysteem. De ondernemer moet het potentieel van nieuwe kennis,
netwerken en markten omzetten in concrete acties om nieuwe mogelijkheden te
genereren en daarvan te profiteren. De ondernemers kunnen nieuwe toetreders
zijn die mogelijkheden zien in nieuwe markten, maar ook bestaande bedrijven die
hun bedrijfsstrategie willen verbreden om zo te profiteren van nieuwe
ontwikkelingen. Ondernemersactiviteit is noodzakelijk om onzekerheden het hoofd
te bieden die nieuwe combinaties van technologische kennis, toepassingen en
markten met zich mee brengen. De aanwezigheid van actieve ondernemers is de
eerste en meest belangrijke indicator voor een goed functionerend
innovatiesysteem. Wanneer ondernemersactiviteit achterblijft, kan de oorzaak
daarvan worden gezocht in de overige zes functies. (Hekkert et al., 2007)
2. Kennisontwikkeling; het leerproces vormt de basis van het innovatieproces.
Lundvall (1992) stelt dat kennis het meest fundamentele middel is en dat leren
daarom het belangrijkste proces is. R&D en kennisontwikkeling zijn dan ook
voorveronderstelden in het innovatiesysteem. Deze functie omvat zowel ‘learning
by searching’ en ‘learning by doing’. (Hekkert et al., 2007)
3. Kennisdiffusie door netwerken; Volgens Carlsson en Stankiewicz (1992) is de
uitwisseling van informatie de hoofdfunctie van netwerken. Dit is van belang in
een R&D omgeving, maar in toenemende mate ook in een context waar R&D,
overheid, en markt elkaar ontmoeten. Beleidsbeslissingen (standaarden, lange
termijn doelstellingen) moeten namelijk in overeenstemming zijn met de laatste
technologische inzichten en tegelijkertijd moeten R&D agenda’s worden aangepast
bij veranderende normen en waarden. (Hekkert et al., 2007)
4. Sturing van onderzoek; omdat de middelen bijna altijd beperkt zijn, is het
belangrijk dat, wanneer er meerdere technologische mogelijkheden bestaan, er
een focus aan wordt gebracht voor verdere investeringen. Aan deze functie kan
worden voldaan door de industrie, de overheid en/of de markt. Wanneer
kennisontwikkeling (functie 2) wordt gezien als de creatie van technologische
variëteit, betreft deze functie het selectieproces. Ook vanuit een sociaal oogpunt
is sturing van onderzoek een belangrijke activiteit. Daar waar functies 2 en 3
refereerden naar leermechanismen, zonder daarin een duidelijke richting aan dit
leerproces mee te geven, laat sturing van onderzoek zien dat technologische
verandering een afhankelijk proces is. Veranderende maatschappelijke
20
Medische beeldvorming
voorkeuren kunnen invloed hebben op de richting van R&D en daarmee op
technologische verandering. (Hekkert et al., 2007)
5. Creëren van markten; Nieuwe technologie heeft vaak de lastige opgave te
concurreren met bestaande ingebedde technologieën. De meeste innovaties zijn
ongepolijst en inefficiënt op het moment dat ze voor het eerst als nieuwe
innovatie worden geïntroduceerd. Ze moeten nog helemaal aangepast worden aan
de wensen van de gebruiker. Diffusie van deze innovaties is daarom langzaam
(Rosenberg, 1976). Het is mogelijk om een veilige ruimte (niche markt) te
creëren voor nieuwe technologieën, waarin de actoren kunnen leren ten aanzien
van de nieuwe technologie (functie 2 en 3) en waardoor vervolgens weer
bepaalde verwachtingen ontstaan (functie 4). Een andere mogelijkheid is de
nieuwe technologie (tijdelijk) te beschermen middels belastingvoordelen of
subsidies. (Hekkert et al, 2007)
6. Mobiliseren van middelen; Zowel financiële als personele middelen zijn nodig als
input voor alle activiteiten binnen het innovatiesysteem. Voor een specifieke
technologie is de allocatie (aanwending van productiefactoren) van voldoende
middelen noodzakelijk om kennisproductie mogelijk te maken. Vanuit dit oogpunt
kan deze functie gebruikt worden als input voor functie 2. (Hekkert et al., 2007)
7. Creëren legitimiteit; Om goed te kunnen ontwikkelen moet een technologie deel
gaan uitmaken van de ‘gevestigde orde’, of deze zelfs van de troon stoten. Omdat
deze gevestigde orde er vaak belang bij heeft dat dit niet gebeurt, wordt de
nieuwe technologie veelal tegengewerkt. Omgekeerd kunnen ondersteunende
coalities ook grote invloed uitoefenen. Ze zetten een nieuwe technologie op de
agenda (functie 4), ze lobbyen voor middelen (functie 6) en voor een gunstig
belastingklimaat (functie 5). Hiermee creëren ze legitimiteit voor een nieuw
technologisch traject (Sabatier, 1988). De schaal en het succes van deze coalities
wordt bepaald door de beschikbare middelen (functie 6) en de
toekomstverwachtingen (functie 4) ten aanzien van de nieuwe technologie.
(Hekkert et al., 2007)
Bovenstaande functies bepalen het functioneren van het innovatiesysteem, waarin de
betreffende innovatie is ingebed. In de volgende paragraaf worden deze verschillende
aspecten in één conceptueel model samengevoegd.
21
Medische beeldvorming
2.2.4 Conceptueel kader
In figuur 5 is het conceptuele model weergegeven dat dit onderzoek grafisch weergeeft.
Innovatiesysteem
Kennis
ontwikkeling
Ondernemers
activiteit
Kennisdiffusie
door netwerken
Beeldvormingsmodaliteit
Creëren
legitimiteit
Technologische karakteristieken
& Complexiteit innovatie
Mobiliseren
van middelen
Sturing van
onderzoek
Creëren van
markten
Figuur 5: Conceptueel model
Zoals te zien is in figuur 5 bepalen de zeven functies het functioneren binnen het
innovatiesysteem waarin de innovatie (de desbetreffende beeldvormingsmodaliteit) zich
bevindt.
Bij het beantwoorden van de eerder genoemde onderzoeksvraag zal dan ook nadrukkelijk
worden onderzocht op welke functies de aandacht dient te worden gevestigd binnen de
medische beeldvorming in Nederland om de sector succesvol te maken.
Hierbij dient te worden opgemerkt dat de analyses los van elkaar worden uitgevoerd en
dat causale verbanden tussen de functiebenadering en de complexiteit niet worden
onderzocht.
De analysemethodes zullen in het komende hoofdstuk worden behandeld.
22
Medische beeldvorming
23
Medische beeldvorming
3 Methode
In dit hoofdstuk zal de methode van analyse nader worden toegelicht. Allereerst zal de
analyse van de technologische karakteristieken van de verscheidene medische
beeldvormingmodaliteiten worden toegelicht in paragraaf 3.1. In paragraaf 3.2 wordt
vervolgens de analyse van de complexiteit van de betreffende innovatie behandeld. De
analysemethode van het innovatiesysteem wordt in paragraaf 3.3 uiteengezet.
3.1 Analyse van de technologie
De technologische aspecten van de verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten
worden in kaart gebracht. Hierbij wordt in het bijzonder aandacht besteed aan aspecten
als de achterliggende technologische principes, klinische toepassingsvormen en mogelijke
risico’s en toekomstverwachtingen.
Bij deze analyse van de technologieën zal gebruik worden gemaakt van diverse
wetenschappelijke publicaties via Omega (zoekmachine voor digitale tijdschriftartikelen),
interviews met experts, symposia en de patentdatabase van het Octrooicentrum
Nederland.
3.2 Analyse van de complexiteit van de innovatie
De technische complexiteit wordt door Goverse (2001) gedefinieerd als de mate waarin
vaardigheden en expertise van een organisatie of individu moeten worden aangepast.
Voor de analyse van de technische complexiteit van de innovatie wordt gebruik gemaakt
van het eerder gepresenteerde hypercube model van Afuah en Bahram (1995).
Bij medische beeldvormingsmodaliteiten zijn de producenten en de gebruikers (medici en
patiënten) de voornaamste actoren in de waardeketen. Het hypercube model van Afuah
en Bahram is daarom aangepast om toepassing op de medische beeldvormingssector
mogelijk te maken. In figuur 6 is aangegeven hoe het hypercube model van Afuah en
Bahram (1995) gebruikt zal gaan worden bij de analyse van de complexiteit van de
verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten.
Voor de producenten en de gebruikers (medici en patiënten) in de waardeketen wordt
bekeken wat voor type innovatie het betreft (incrementeel, modulair, architecturaal of
radicaal) en wat de mogelijke consequenties hiervan kunnen/zullen zijn.
24
Medische beeldvorming
Architectuur
product
Onveranderd
Veranderd
Incrementele
Innovatie
Modulaire
Innovatie
Architecturale
Innovatie
Radicale
Innovatie
Versterkt
Omvergeworpen
Gebruikers
Producenten
Waardeketen
Kernconcepten
Figuur 6: Aangepast hypercube model
Bij het bepalen van de complexiteit van de verschillende beeldvormingsmodaliteiten
langs de waardeketen wordt voor zowel de producenten als de gebruikers gebruik
gemaakt van figuur 7.
(Architecturaal)
(Modulair)
(Radicaal)
Veranderd
Architectuur
Onveranderd
(Incrementeel)
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
Figuur 7: Analytisch kader voor de complexiteit van de innovatie
Voor iedere actor langs de waardeketen (producenten, medici en patiënten) wordt steeds
bepaald of zij te maken hebben gekregen met een veranderde architectuur van het
product en of het beeldvormingsconcept versterkt ofwel totaal omvergeworpen is.
Op basis van de antwoorden op deze vragen kan de complexiteit van de innovatie voor
deze groep worden vastgesteld.
25
Medische beeldvorming
3.3 Analyse van het innovatiesysteem
3.3.1 Sociale kaart
Voor de verschillende groepen binnen de sociale kaart (actoren, netwerken en
instituten), zal in deze paragraaf worden toegelicht hoe de methode van data
verzameling en analyse plaats zal vinden.
Actoren
De actoren worden in kaart gebracht middels een aantal databronnen:
• Wetenschappelijke artikelen
• Internetsites van actoren
• Overheidsdocumenten m.b.t. de technologie.
• Octrooi-informatie via esp@cenet, octrooicentrum Nederland.
• Deelnemerslijsten van symposia/congressen
• Schriftelijke interviews met experts
Bovendien wordt ook gebruik gemaakt van de zogenoemde sneeuwbalmethode, waarbij
informatie op internet of in bedrijfsdocumenten wordt gebruikt om een link te vinden met
naar andere actoren.
Hierbij zal nadrukkelijk worden gekeken naar de actoren in de waardeketen van het
hypercube model van Afuah en Bahram (1995).
Netwerken
De actoren vormen netwerken met hun onderlinge relaties. Om deze onderlinge
netwerken in kaart te brengen, wordt gebruik gemaakt van:
• Wetenschappelijke publicaties
• Internetsites van actoren
• Overheidsdocumenten m.b.t. de technologie
• Deelnemerslijsten van symposia/congressen
• Schriftelijke interviews met experts
Instituties
Zoals eerder aangegeven bestaan instituties uit zowel wet- en regelgeving als uit normen
en waarden. Wet- en regelgeving kan zowel op nationaal als op Europees niveau bepaald
zijn. Deze informatie zal worden verkregen via de daarvoor verantwoordelijke instanties.
Ook zal worden gekeken of er sprake is van enige interpretatieruimte die mogelijkerwijs
kan bestaan binnen de wet- en regelgeving.
De normen en waarden, en daarmee de ethische aspecten, zullen in kaart worden
gebracht door gebruik te maken van:
• Wetenschappelijke publicaties
• Overheidsdocumenten m.b.t. de technologie
• Schriftelijke interviews met experts
26
Medische beeldvorming
3.3.2 Functies van het innovatiesysteem
Het doel van de functies is het ontwikkelen, verspreiden en toepassen van technologie.
Door het technologiespecifieke innovatiesysteem te analyseren op de aan- of afwezigheid
van de verschillende eerder genoemde functies (Hekkert et al, 2007), kan een beeld
worden gevormd van het functioneren van het innovatiesysteem.
Het is daarom noodzakelijk om alle relevante gebeurtenissen chronologisch in kaart te
brengen. Door de verschillende functies in de tijd in kaart te brengen, is het namelijk
mogelijk om onderlinge verbanden te bepalen. Dat kan door gebruik te maken van de
zogenaamde procesaanpak, waarbij patronen van bepaalde gebeurtenissen (events)
worden geïdentificeerd (Poole et al, 2000). Voor dit onderzoek is daarom voor elke
beeldvormingsmodaliteit een database opgesteld bestaande uit alle relevante
gebeurtenissen over de afgelopen 30-40 jaar.
De procesaanpak is er niet op gericht één case te verklaren, maar om een generatieve
verklaring te geven voor een brede range van cases. Om dit te bereiken worden de
verschillende cases geanalyseerd middels hetzelfde analytische raamwerk; de functies.
Hiervoor is het noodzakelijk om voor de verschillende functies één of meer indicatoren te
hebben. In het vorige hoofdstuk zijn de zeven functies reeds uitgelegd, hieronder volgt
per functie de keuze voor de indicatoren:
Functie 1: Ondernemersactiviteit
Hekkert et al (2007) stellen dat de ondernemersactiviteit kan worden gemeten door te
kijken naar het aantal nieuwe toetreders tot de markt, door de breedteactiviteiten (zoals
het starten van nieuwe projecten) van deze ondernemers in kaart te brengen en door te
kijken naar het aantal experimenten met de nieuwe technologie.
Door enkel te kijken naar het aantal toetreders, zou mogelijkerwijs een scheef beeld
kunnen ontstaan. Zo zou het aantal uittreders hoger kunnen liggen dan het aantal
toetreders, hetgeen een negatieve balans veroorzaakt. Daarom zal in dit onderzoek naar
de balans tussen het aantal toe- en uittreders worden gekeken. In de database zullen de
events die vallen onder ondernemersactiviteit als ‘+1’ of ‘-1’ worden getypeerd.
Terugkoppelend naar de medische beeldvormingssector kan onder breedteactiviteiten de
verandering in het productassortiment worden verstaan. Ook hier zullen de events als
‘+1’ of ‘-1’ worden getypeerd wanneer het gaat om respectievelijk een uitbreiding of een
inkrimping van het productassortiment.
Functie 2: Kennisontwikkeling
Hekkert et al (2007) stellen dat de kennisontwikkeling in kaart kan worden gebracht door
gebruik te maken van de indicatoren R&D projecten, patenten en investeringen in R&D.
Deze indicatoren zijn prima geschikt voor het analyseren van de activiteit met betrekking
tot kennisontwikkeling in de medische beeldvormingssectoren.
Functie 3: Kennisdiffusie door netwerken
Hekkert et al (2007) stellen dat de kennisdiffusie door netwerken in kaart kan worden
gebracht door te kijken naar het aantal technologie specifieke workshops en conferenties
en door te kijken naar de netwerkomvang en netwerkintensiteit over de tijd.
27
Medische beeldvorming
In dit onderzoek zullen ook deze indicatoren gebruikt worden voor het analyseren van de
activiteit met betrekking tot kennisdiffusie in netwerken voor de verschillende medische
beeldvormingssectoren. Hierbij zal de netwerkomvang en –intensiteit als ‘+1’ of ‘-1’
worden getypeerd wanneer het gaat om respectievelijk een uitbreiding of een inkrimping
van de omvang of intensiteit.
Functie 4: Sturing van onderzoek
Hekkert et al (2007) stellen dat de sturing van het onderzoek in kaart kan worden
gebracht door te kijken naar de specifieke doelen die gesteld worden door overheden
en/of de industrie. Daarnaast worden artikelen in wetenschappelijke tijdschriften
genoemd die verwachtingen scheppen (positief of negatief) ten aanzien van de nieuwe
technologie, als goede indicator.
Ook deze indicatoren zijn prima geschikt voor het analyseren van de activiteit met
betrekking tot de sturing van onderzoek voor de verschillende medische
beeldvormingssectoren. Afhankelijk van het karakter van de sturing (positief of negatief)
zal deze respectievelijk als ‘+1’ of ‘-1’ worden verwerkt in de database.
Functie 5: Creëren van markten
Hekkert et al (2007) stellen dat de creatie van markten in kaart kan worden gebracht
door te kijken naar nieuw geïntroduceerde nichemarkten, belastingmaatregelen en
standaarden.
Voor het analyseren van deze functie voor de medische beeldvormingsmodaliteiten zal
gebruik gemaakt worden van dezelfde indicatoren. Belastingmaatregelen en standaarden
zullen als ‘+1’ of ‘-1’ in de database worden verwerkt al naar gelang een positief of
negatief effect hebben op functie 5.
Functie 6: Mobiliseren van middelen
Hekkert et al (2007) stellen dat het lastig is de mobilisatie van middelen in kaart te
brengen over de tijd. Ze noemen als beste aanpak te kijken of de actoren de toegang tot
hulpmiddelen (menselijk, financieel, etc) wel of niet als problematisch ondervinden.
Bij gebrek aan een betere indicator zal in dit onderzoek dezelfde analysemethode worden
gehanteerd voor functie 6. Hierbij zal weer ‘+1’ of ‘-1’ worden gebruikt.
Functie 7: Creëren legitimiteit
Binnen deze functie wordt onderscheid gemaakt tussen drie groepen actoren; de
overheid, belangenorganisaties en de samenleving. Deze functie kan geanalyseerd
worden door de opkomst en de groei van zogenaamde ‘interest groups’ en hun lobby
activiteiten in kaart te brengen (Hekkert, 2007).
28
Medische beeldvorming
Voor deze indicatoren is een methode ontwikkeld op basis van het analyseren van
specifieke events (Negro, 2007). Bij deze event-history analyse worden twee stappen
doorlopen:
1. Samenstellen event-history database
Een database is opgesteld aan de hand van het jaartal waarin de gebeurtenis
plaatsvond, referentie, gebeurtenis omschrijving en gebeurteniscategorie. Tevens
is elke gebeurteniscategorie toegeschreven aan een systeemfunctie. Zie tabellen 1
en 2 voor de operationalisatie.
2. Data-analyse en grafische representatie
De gebeurtenissen worden uiteengezet per jaar en per functie. Hierbij speelt enkel
het voorkomen van de gebeurtenissen een rol en niet de inhoudelijke impact.
In onderstaande tabel 1 is de operationalisatie weergegeven van de systeemfuncties.
Hierbij zijn de verschillende functies onderverdeeld in dimensies, waarvoor indicatoren
zijn opgesteld. Omdat zowel sprake kan zijn van positieve als negatieve events zijn er
verschillende tekens gebruikt bij de formatie van de database.
In tabel 2 is een voorbeeld-opzet van de database weergegeven. Hierbij is zijn twee
fictieve gebeurtenissen als voorbeeld opgenomen.
29
Medische beeldvorming
Tabel 1: operationalisatie functies
Functie
Functie 1:
Ondernemersactiviteit
Dimensie
Producten
Indicator
Verandering in productassortiment
Teken
+1/-1
Ondernemers
Startende/stoppende ondernemers
+1/-1
Onderzoek
R&D projecten
+1
R&D investeringen
+1
Vindingen
Octrooiaanvragen
+1
Functie 3:
Kennisdiffusie in
netwerken
Bijeenkomsten
Workshops of conferenties
+1
Netwerken
Netwerkomvang en -intensiteit
+1/-1
Functie 4:
Sturing van onderzoek
Sturing van de
overheid of
industrie
Geformuleerde doelen of regulering
voor gebruik technologie
+1/-1
Verwachtingen
overige actoren
Strekking uitspraken in bladen
+1/-1
Nichemarkten
Nieuwe nichemarkten
+1/-1
Politiek
Specifieke regelingen of subsidieinstrumenten
+1/-1
Industrie
Standaarden
+1/-1
Hulpmiddelen
Beschikbaarheid hulpmiddelen
+1/-1
Overheid
Strekking uitspraken van Kamervragen +1/-1
Samenleving
Maatschappelijke houding t.o.v.
medische beeldvormingmodaliteit
+1/-1
Belangengroepen
Activiteiten of uitspraken
+1/-1
Omschrijving
Overheid legt
restrictie op in
stralingsbelasting
Symposium MRI
…
Categorie
Regulering
voor gebruik
technologie
Workshops of
conferenties
…
…
…
Functie 2:
Kennisontwikkeling
Functie 5:
Creëren van markten
Functie 6:
Mobiliseren van
middelen
Functie 7:
Creëren van legitimiteit
Tabel 2: Database
Nr Jaar
1
1990
2
2001
3
…
Referentie
Röntgen in
beweging.
v1, p12-14
NVMBR, 1
april 2001
…
4
…
…
F1
F2
F3
F4
-1
F5
F6
+1
…
…
30
F7
Medische beeldvorming
31
Medische beeldvorming
4 Technologieën
Nederland digitaliseert en ook in de gezondheidszorg is digitalisering de sleutel naar
verdere toekomstige ontwikkeling. Zeker in de gezondheidszorg speelt informatie
voorziening een vitale rol. Efficiëntie en workflow, kostenbeheersing en zorgkwaliteit
hangen af van een adequate, efficiënte en complete maar vooral geïntegreerde
informatievoorziening. De veelheid van modaliteiten en informatiesystemen, waarmee
informatie van onder andere de patiënt wordt vastgelegd, maakt de zorg, wat
informatiestromen betreft, tot een van de meest complexe sectoren in onze
maatschappij. (Oldelft Benelux, 2008)
In dit hoofdstuk worden de verschillende medische beeldvormingsmodaliteiten
geanalyseerd op hun complexiteit en innovatiesysteem. Hierbij is onder andere gebruik
gemaakt van interviews met diverse experts. Zie voor het transcript van deze interviews
bijlage 2. In paragraaf 4.1 t/m 4.4 komen respectievelijk röntgentechnieken,
magnetische resonantie, geluidsgolven en radioactieve isotopen aan bod. De
technologische karakteristieken van deze beeldvormingsmodaliteiten zijn in kaart
gebracht en terug te vinden in bijlage 1.
4.1 Röntgentechnieken
Hier zullen de medische beeldvormingsmodaliteiten worden besproken die gebruik maken
van
röntgenstraling.
De
technologische
karakteristieken
van
de
diverse
röntgentechnieken zijn geanalyseerd en bijgevoegd als bijlage 1.A. In paragraaf 4.1.1 is
de complexiteit van de innovaties geanalyseerd en in paragraaf 4.1.2 is het
innovatiesysteem onderzocht ten aanzien van de sociale kaart en de invulling van de
eerder gedefinieerde functies.
4.1.1 Analyse van de complexiteit van de innovatie
Bij het bepalen van de complexiteit van de medische beeldvormingsmodaliteiten die
gebruik maken van röntgenstraling wordt gekeken naar de komst van de CT-scan ten
opzichte van de conventionele röntgentechnieken. Dit om twee redenen. Enerzijds
bestaan de klassieke röntgentechnieken al een aanzienlijke tijd, waardoor ze inmiddels
hun positie wel hebben verworven binnen het spectrum van beeldvormingsmodaliteiten.
Anderzijds verschillen deze röntgentechnieken bijzonder weinig ten opzichte van elkaar in
de wijze waarop ze gebruikt worden. Enkel de registratie en aansluitende verwerking
verschillen. Computertomografie is echter een techniek die recenter is op komen zetten
en (zeker in combinatie met andere beeldvormingsmodaliteiten) nog niet is
uitontwikkeld.
Voor respectievelijk de producenten en de gebruikers zal nu eerst de complexiteit worden
uiteengezet. Vervolgens worden in figuur 8 de resultaten van de complexiteitsanalyse
overzichtelijk samengevat.
Complexiteit producenten
Voor producenten betrof deze technologie een compleet nieuwe toepassing binnen de
röntgentechnieken. Zo moest de productconfiguratie volledig worden aangepast om het
mogelijk te maken om de dwarsdoorsneden van het lichaam te maken. Deze aanpassing
is voornamelijk terug te vinden in de om de patiënt heen draaiende buis en
detectorboog. Er is daarmee voor de producent absoluut sprake van een veranderde
architectuur. Door deze aanpassingen moesten ook de installateurs worden om- of
bijgeschoold.
32
Medische beeldvorming
CT-apparatuur maakt net als conventionele röntgentechnieken gebruik van
röntgenstraling om beelden te maken. Het grote verschil is echter de extra dimensie die
CT-techniek toevoegt. Daar waar conventionele röntgentechnieken een 2D-beeld
genereren van een specifiek deel van het lichaam, is het met CT mogelijk om een 3D
beeld te genereren. Deze extra dimensie zorgt voor tal van nieuwe mogelijkheden in de
medische beeldvorming. Echter heeft dit weinig weerslag op de producent; die hoeft er
immers niet mee te werken. Voor de producent wordt de verandering in
beeldvormingsconcept dan ook getypeerd als ‘versterkend’.
Omdat er sprake is van een veranderde architectuur van het product en een versterkt
beeldvormingsconcept, betreft CT een architecturale innovatie voor de producenten.
Complexiteit gebruikers
Medici
Met de komst van de CT-scanner veranderden er ook een aantal zaken voor de medici.
Zo kregen ze te maken met een iets gebruiksvriendelijkere techniek, waarvoor wel enige
bijscholing noodzakelijk was. De nieuwe lichting radiologen wordt hiermee al bekend
gemaakt in hun opleiding, maar voor de oudere generatie is bijscholing absolute
noodzaak. Het zijn vooral de computersystemen en software bewerkingen op de ruwe
data die hiervoor zorgen. Voorheen was het: ‘what you see is what you get’ (ontwikkelen
en afdrukken). De bijscholing vindt veelal plaats door het principe van ‘teach the teacher’
na een applicatie van de leverende firma.2
De architecturale aanpassing had minimaal effect op de medici. Zo was de procedure
soortgelijk, met als enig noemenswaardig verschil de uitkomst in de vorm van het
gegenereerde beeldmateriaal. De verandering is voor de medici daarom ook voornamelijk
in die hoek te vinden. Het vernieuwde beeldvormingsconcept, en daarmee de betere
medische gegevens die de CT-scans leverden, maakte het voor medici wel mogelijk om
betere diagnoses te stellen; er was veel meer mogelijk met deze techniek en daarom
werd er ook aanzienlijk meer gedaan. Ook behoorden overprojecties tot het verleden.
Ook voor medici kan daarmee worden gesproken van een omvergeworpen
beeldvormingsconcept.
Vanuit het oogpunt van de medici is er dus sprake van een beperkte verandering in de
architectuur van het product. Omdat er wel degelijk sprake is van een omvergeworpen
beeldvormingsconcept, betreft CT een modulaire innovatie voor de producenten.
Patiënten
Voor de patiënt is de komst van de CT-scan een zeer positieve ontwikkeling. Enerzijds
betreft het een snellere techniek, welke comfortabeler is voor de patiënt. Anderzijds
zorgen de verbeterde visuele mogelijkheden voor een betere diagnose. Zo werden door
verbeterde technieken kleinere afwijkingen eerder gediagnosticeerd waardoor er
gerichter behandeld kan worden.
Single slice zorgde ervoor dat patiënten, waarbij echodiagnostiek niet mogelijk of
voldoende was, een kijkje genomen kon worden aan structuren die bij een “gewone”
2
De kanttekening die hierbij gemaakt dient te worden, is dat, naarmate de technieken
uitgebreider worden, meer en meer handelingen worden overgenomen door
radiodiagnostisch laboranten. Hierdoor zullen medici doorgaans geen optimale kennis
meer (hoeven te) hebben van de bediening van de modaliteiten.
33
Medische beeldvorming
conventionele röntgenopname, verborgen bleven. Men kon opeens dwarsdoorsneden van
het lichaam bekijken.
Multislice zorgt er momenteel voor dat ook de gehele kleine structuren zichtbaar
gemaakt worden. Met de huidige computers is het mogelijk om het lichaam in elke
willekeurige richting af te beelden. Stralingsbelasting is wel omhoog gegaan. Wel kunnen
er nu ook andere onderzoeken plaatsvinden die voorheen niet mogelijk waren. Denk aan
Cardio CT en CT van de bloedvaten.
De configuratie van het product en het daarmee samenhangende scanproces is voor de
patiënt dusdanig veranderd (sneller en comfortabeler) dat kan worden gesproken van
een veranderde architectuur. Omdat het beeldvormingsconcept een betere diagnose
(tegen een wat hogere stralingsdosis) mogelijk maakt kan ook vanuit de optiek van de
patiënt worden gesproken van een omvergeworpen beeldvormingsconcept, waardoor de
innovatie voor de patiënt als radicaal kan worden betiteld.
In onderstaande figuur 8 is de hierboven beschreven complexiteit van de innovatie voor
de verschillende actoren langs de waardeketen grafisch weergegeven.
Onveranderd
Veranderd
Architectuur
(Incrementeel)
(Modulair)
N.v.t.
Medici
(Architecturaal)
(Radicaal)
Producenten
Patiënten
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
Figuur 8: Complexiteit CT voor producenten en gebruikers
34
Medische beeldvorming
4.1.2 Analyse van het innovatiesysteem
Bij het analyseren van het innovatiesysteem rond röntgentechnieken wordt gekeken naar
de sociale kaart en naar de functies die binnen dit innovatiesysteem worden vervuld.
Sociale kaart
Hier zal de sociale kaart ten aanzien van röntgentechnieken worden behandeld. De
verschillende onderdelen van de sociale kaart, zoals gepresenteerd in figuur 3, worden
hierbij besproken.
Vraagkant
De vraag naar röntgenapparatuur voor klinische medische beeldvorming komt vanuit de
gebruikers; de medici en de patiënten. De medici gebruiken de apparatuur bij het zo
adequaat mogelijk stellen van de diagnose en zijn zodoende van afhankelijk voor de
apparatuur voor de zo goed mogelijke uitoefening van hun werk. De patiënten zijn
afhankelijk van de apparatuur voor het in kaart brengen van hun medische toestand.
Industrieel systeem
De grootste producenten van röntgen- en CT apparatuur zijn General Electric, Siemens,
Philips, Toshiba en Oldelft. Hieronder zullen hun activiteiten binnen de sector kort worden
toegelicht.
General Electric;
GE Healthcare is onderdeel van GE en produceert onder andere röntgen en CT
apparatuur voor diverse toepassingen (radiografie, fluoroscopie, mammografie,
interventie en cardiovasculair). (GE, 2008)
Siemens;
Met productlijnen waaronder SOMATOM, CARE en Syngo heeft Siemens een breed
aanbod van CT apparatuur voorzien van de nieuwste technologische karakteristieken.
Buiten dit aanbod aan hardware wordt er ook veel aandacht besteed aan postprocessing. Zo is bijvoorbeeld Syngo Webspace opgestart om een veel efficiëntere CT
workflow te bewerkstelligen. (Siemens, 2008)
Philips;
Met de productlijn Brilliance levert Philips CT producten en oplossingen die design en
technologie combineren. Met Brilliance workspace kunnen datasets die zijn gegenereerd
door multislice CT applicaties met een hoge output efficiënt en productief worden
gemanaged. Tevens is er een breed aanbof aan visualisatie software beschikbaar.
(Philips, 2008)
Toshiba;
Quantum’s uitstekende detectorscherpte is de basis voor alle Toshiba Multi Slice CT
systemen. De productlijnen Asteion en Aquilon maken met de 0,5 mm Quantum
technologie verbluffende details visueel zichtbaar. Aangevuld met een gevarieerde
selectie aan SURE-technologieën leveren Asteion en Aquilion systemen goede
diagnostische prestaties met lage dosisbelasting in de kortst mogelijke tijdsspanne.
(Toshiba, 2008)
Oldelft/Hitachi;
Hitachi gebruikt haar uitgebreide technologische kennis al sinds jaren ook in de medische
wereld. Dit blijkt uit de nieuwe lijn van CT-scans die Hitachi op de markt heeft gebracht.
Deze geavanceerde systemen bieden een uitgebreid scala aan scan- en reconstructie
technieken. Bovendien zijn deze systemen te upgraden, waardoor meer slices per rotatie
te verkrijgen zijn. Om ook in de Benelux-markt voet aan de grond te krijgen is Hitachi
35
Medische beeldvorming
een samenwerkingsverband aangegaan met Oldelft Benelux. De verkoop en de service
vallen onder eigen beheer van Oldelft Benelux. Omdat Oldelft Benelux in het verleden
ook al CT in het assortiment heeft gehad, beschikt het over gekwalificeerd en ervaren
personeel.
ECLOS
De ECLOS productlijn van Hitachi is een geavanceerde lijn van CT scanners.
Hoge beeldkwaliteit, patiëntvriendelijk ontwerp en gebruiksgemak zijn de
belangrijkste kenmerken van deze scanner. De ECLOS lijn is met het oog op
de toekomst te upgraden van een 4-slice scanner naar een 8-slice scanner en
van een 8-slice scanner naar een 16-slice scanner. Als in de loop van de tijd
het aantal patiënten toeneemt, is er de mogelijkheid om het apparaat te
upgraden zodat de doorstroom verhoogd kan worden.
De geavanceerde dosisreductie functie past de dosis automatisch aan de
vorm van het lichaam van de patiënt aan, in de x-, de y- en de z-richting. De
uittree-dosis wordt continu gemeten en aan de hand van die gegevens wordt
de dosis gedurende de hele scan aangepast. Dit levert een aanzienlijke
dosisreductie op, terwijl de beeldkwaliteit behouden blijft.
De
ECLOS
lijn
maakt
gebruik
van
de
meest
geavanceerde
reconstructietechnieken, waaronder MPR, MIP, SSD en VRT. De Region
Growing functie draagt zorg voor het eenvoudig isoleren van gedeelten uit
3D-volumes. Uitgebreide analyse software voor holle organen zoals
bijvoorbeeld het colon, inclusief Cruising Eye View, Autocruising en
Vaatanalyse software. (Bron: Oldelft Benelux, 2008)
Infrastructuur
Voor medische apparatuur zijn diverse standaarden en normen van toepassing. Hierbij
dient onderscheid te worden gemaakt tussen landelijke en internationale normen. De
belangrijkste twee hierbij zijn het CE-label en FDA. (Siemens, 2008)
Een product met de CE-markering geeft aan dat het voldoet aan de Europese eisen over
veiligheid en gezondheid om het op de markt te mogen brengen. Europese richtlijnen
geven een opsomming van deze minimumeisen. Door het CE-label op een product te
zetten, verklaart de producent dat het voldoet aan de normen van de Europese
wetgeving. Binnen de Europese Unie is het gebruik van de CE-markering al verplicht voor
een hele lijst van producten waaronder medische apparatuur. De CE-markering is geen
kwaliteitsmerk en biedt niet de garantie dat de fabrikant het product zal vervangen als
het kort na aankoop stuk gaat. Afnemers kunnen dus naast het CE-markering nog steeds
bijkomende garantie-eisen stellen aan de fabrikanten.
De FDA (Food and Drugs Administration) is in de Verenigde Staten van Amerika de
instantie die de kwaliteit en veiligheid van voedsel, toevoegingen daaraan en medicijnen
bewaakt. Vooral de productie van medicijnen is aan zeer strenge regels onderhevig, die
ook van toepassing zijn voor buitenlandse bedrijven die naar de VS willen exporteren.
Ook medische apparatuur krijgt hiermee te maken.
Educatief systeem
36
Medische beeldvorming
Voor
een
opleiding
binnen
opleidingsmogelijkheden:
de
medische
beeldvorming
zijn
er
twee
Bachelor MBRT;
Binnen de sector medische beeldvorming is de bachelor opleiding Medische
Beeldvormende en Radiotherapeutische Technieken (MBRT) de gangbare vorm van
beroepseducatie. Er is de keuze tussen een voltijd leertraject (leren, stage) of een duaal
leertraject (werken en leren). Voor het duale leertraject moet worden gesolliciteerd voor
een duale leerwerkplaats in een ziekenhuis. De opleiding MBRT leidt medici op voor een
paramedisch beroep in de ‘Hightech Healthcare’. Met deze bachelor opleiding op zak kan
worden gewerkt in binnen- en buitenland. Er zijn ook MBRT’ers die werken in het
bedrijfsleven, het onderwijs en de informatie- en communicatietechnologie. Er zijn drie
opleidingen die deze opleiding in Nederland verzorgen (NVMBR, 2008):
• Hanzehogeschool Groningen
• Hogeschool INHolland Haarlem/Diemen
• Fontys Paramedische Hogeschool Eindhoven
Inservice opleiding;
De inservice opleiding tot radiodiagnostisch of radiotherapeutisch laborant begint met
een introductieperiode van enkele maanden in een regionaal opleidingsinstituut. In deze
periode wordt voornamelijk theoretisch onderwijs gevolgd en daarnaast een paar korte
stages in een ziekenhuis. Vervolgens wordt je aangesteld als leerling laborant en ga je
werken op een afdeling radiologie of radiotherapie. Hoe de praktijkleerperiode is
ingevuld, is afhankelijk van het ziekenhuis waar de leerling is aangenomen. Om voor
deze opleiding in aanmerking te komen moet je eerst hebben gesolliciteerd bij een
ziekenhuis. De opleidingsinstituten voor de inservice opleiding tot radiodiagnostisch
laborant zijn (NVMBR, 2008):
• Amstel Academie Opleiding RDL
• Opleidingsinstituut Erasmus MC
• SGRZ/Albeda college, Unit Gezondheidszorg
• Opleidingsinstituut UMC Utrecht, opleiding radiologisch Laborant
• Hogeschool Zuyd, opleiding radiodiagnostisch laborant
Onderzoekssysteem
Het onderzoek binnen de sector medische beeldvorming vindt zowel plaats in de grotere
en/of academische ziekenhuizen als in het bedrijfsleven. In de wat kleinere instellingen
worden voornamelijk verbeteringen gedaan met behulp van de beschikbare apparatuur.
Het is voor kleinere instellingen niet mogelijk om mee te doen met de nieuwste
innovaties in de beeldvorming. Dit is financieel niet haalbaar. Samenwerking tussen
bedrijfsleven en ziekenhuizen vindt ook regelmatig plaats.
Politiek systeem
Ook de overheid speelt een belangrijke rol door het voeren van beleid t.a.v.
gezondheidszorg. In de regel geldt dat meer financiën vanuit het Ministerie van
Volksgezondheid, Welzijn en Sport leiden tot betere diagnostische apparatuur in
ziekenhuizen en dat meer financiën vanuit het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en
Wetenschap leiden tot meer en beter geschoold personeel.
Afhankelijk van de stand van zaken in het onderwijs en in de markt kan met deze
financiering ook een bepaalde richting worden opgestuurd. Denk hierbij bijvoorbeeld aan
betere apparatuur op radiologische afdelingen of meer studenten aantrekken voor een
opleiding.
Randvoorwaarden
37
Medische beeldvorming
Het financiële klimaat speelt uiteraard ook binnen de medische beeldvorming een
belangrijke rol. Zo is het bijvoorbeeld in een recessie goed denkbaar dat er minder wordt
geïnvesteerd in onderzoek en dat ook bij de overheid moet worden gewerkt met kleinere
begrotingen. Eveneens kan, wanneer het weer wat meer voor de wind gaat, het
omgekeerde gebeuren.
Op het moment van schrijven van dit rapport lijkt een recessie plaats te (gaan) vinden.
Ook al kan zoiets eigenlijk pas jaren na dato worden geconcludeerd, kan dit
mogelijkerwijs effect hebben op de gezondheidszorg in het algemeen en medische
beeldvorming in het bijzonder.
Momenteel is er geen sprake van belastingvoordelen of subsidies op het produceren van
medisch diagnostische apparatuur. Het ligt niet in de lijn der verwachting dat dit spoedig
zal veranderen. De vraag naar (immer verbeterende) diagnostische apparatuur is groot
en als gevolg daarvan is de innovatiebereidheid en de ondernemersdrang ruimschoots
aanwezig. Pas wanneer dit niet langer het geval is, zou overheidsinmenging met behulp
van belastingvoordelen en/of subsidies uitkomst kunnen bieden.
Intermediairen
NVMBR;
De Nederlandse Vereniging Medische Beeldvorming en Radiotherapie is de
beroepsvereniging van medisch nucleair werkers, echografisten, radiodiagnostisch
laboranten en radiotherapeutisch laboranten. De NVMBR behartigt de belangen van de
medische beeldvorming en radiotherapie en van haar leden in de ruimste zin van het
woord. Zowel op vakinhoudelijk als op sociaal-economisch en maatschappelijk gebied is
de vereniging actief. De vereniging stelt zich onder meer ten doel om de kwaliteit van de
medische beeldvorming en radiotherapie in Nederland te verhogen. Dit resulteert in een
scala van activiteiten. De NVMBR is de gesprekspartner voor de overheid en andere
instanties. Het verenigingsbureau is gevestigd in Utrecht. (NVMBR, 2008)
Internationalisering speelt ook binnen de NVMBR een steeds belangrijker rol. De NVMBR
is via een 'councilmember' vertegenwoordigd in de International Society of Radiographers
and Radiological Technologists (ISRRT). Er zijn frequente contacten met de
beroepsverenigingen uit buurlanden. Voor het vakgebied echografie is de NVMBR actief
binnen de World Federation of Sonographers (WFS). Voor het vakgebied nucleaire
geneeskunde is de NVMBR actief in de European Association of Nuclear Medicine (EANM).
De NVMBR participeert in HENRE, een Europees thematisch netwerk. (NVMBR, 2008)
NVvR;
De Nederlandse Vereniging voor Radiologie (NVvR) is opgericht op 14 april 1901. De
NVvR behartigt de belangen van haar leden, zorgt voor een goede toegankelijkheid van
de radiologie en draagt bij aan een positieve beeldvorming rond de radiologie en de
radiologen in Nederland. De NVvR waarborgt de beschikbaarheid van bekwame, goed
opgeleide radiologen door een optimale behoefteraming en capaciteitsplanning en door
het opstellen en uitvoeren van een goed opleidingsbeleid, inclusief bij- en nascholing.
De NVvR waarborgt een kwalitatief hoogstaande uitvoering van het vak radiologie door
het ontwikkelen en uitvoeren van beleid in wetenschappelijk onderzoek, informatie- en
communicatietechnologie, medische technologie, kwaliteitszorg, interne toetsing en
organisatieontwikkeling. De NVvR onderhoudt goede contacten met de politiek, overheid,
wetenschappelijke
verenigingen,
buitenlandse
zusterverenigingen
en
overige
maatschappelijk relevante partijen teneinde de maatschappelijke positie van de radioloog
en het draagvlak voor en de continuïteit van de uitvoering van het vak radiologie te
waarborgen. (NVvR, 2008)
38
Medische beeldvorming
In figuur 9 wordt de sociale kaart voor het technologie specifieke innovatiesysteem rond
röntgentechnieken grafisch samengevat.
Vraagkant
CE label en FDA goedkeuring
Medici
Educatief systeem
Industrieel
Systeem
Intermediairen
GE
Siemens
Philips
Toshiba
Oldelft
NVMBR
NVvR
Financieel klimaat
Infrastructuur
Patiënten
Bachelor MBRT
InService opleiding
Onderzoeksysteem
UMC’s
Bedrijfsleven
Politiek systeem
Ministerie van VWS
Ministerie van OCW
Figuur 9: Sociale kaart van het TSIS voor CT
39
Medische beeldvorming
Functies
Een functieanalyse is uitgevoerd om de dynamiek van het innovatiesysteem met
betrekking tot röntgentechnieken te analyseren. Er is een historische analyse uitgevoerd
waarbij de gebeurtenissen chronologisch zijn geordend in een database en vervolgens
zijn onderverdeeld onder de systeemfuncties volgens de methode gehanteerd door Negro
(2007).
Gezien de scope van dit onderzoek is een compromis gesloten tussen het aantal events
dat in de database is betrokken en de compleetheid van deze database. Een
uitgebreidere (tijdsintensievere) event-history analyse zou een completer en daarmee
betrouwbaarder beeld schetsen. Desalniettemin is de samengestelde database,
bestaande uit 533 events, een legitieme compromis.
In figuur 10 is het activiteitenpatroon van de functies grafisch weergegeven. Hieronder
worden de resultaten en achterliggende processen besproken per functie.
Functie 1: Ondernemersactiviteit
Kijkend naar het verloop van de ondernemersactiviteit over de tijd, kan worden
geconcludeerd dat deze toeneemt. Dit is vooral te danken aan de diverse toepassingen
die een bepaald systeem kan hebben binnen het diagnostisch onderzoek. Zo is er door de
jaren heen voor steeds meer menselijke kwalen een scanmethode ontwikkeld. Door het
steeds bredere toepassingsgebied neemt ook de productrange toe. Nieuwe toetreders tot
de markt zijn er nauwelijks; een aantal grote spelers concurreren met elkaar om
marktaandeel.
Functie 2: Kennisontwikkeling
Voor de kennisontwikkeling door de tijd is ook een duidelijke trend waar te nemen.
Ook dit is sterk gerelateerd aan het aantal toepassingsmogelijkheden. Met de
toenemende mogelijkheden van de diagnostische apparatuur, neemt ook het onderzoek
naar deze mogelijkheden toe en visa versa.
Functie 3: Kennisdiffusie door netwerken
Het aantal symposia is door de jaren heen sterk toegenomen. Het is op een niveau
beland waarop vrijwel maandelijks een beroepsgerelateerde bijeenkomst plaatsvindt (al
dan niet met een breed scala aan exposanten uit de sociale kaart).
Functie 4: Sturing van onderzoek
Van het formuleren van doelen door de overheid specifiek met betrekking tot
röntgentechnieken is geen sprake.
Echter van het uitspreken van verwachtingen door de betrokken actoren des te meer.
Het blijkt echter geen lineaire grafiek te zijn. Wanneer wordt gekeken naar de
inhoudelijke gebeurtenissen ten tijde van de pieken blijkt waarom; het zijn belangrijke
introductiemomenten van een doorbraak in de technologie:
1983:
1989:
1992:
1995:
1999:
2001:
2004:
2007:
De eerste commerciële CT-scanner.
De eerste spiraalscanner.
De eerste 2-slice spiraalscanner.
Real time CT voor fluorescopie wordt mogelijk.
De eerste 4-slice spiraalscanner.
De eerste 8-slice en 16-slice spiraalscanner.
De eerste 64 slice spiraalscanner.
Philips en Toshiba kondigen respectievelijk de 128x2 slice en de 320 slice
scanner aan.
40
Medische beeldvorming
Dat betekent dat er ten tijde van een dergelijke doorbraak een toename waar te nemen
is, per saldo, van positieve (uitgesproken) verwachtingen ten aanzien van de
technologie. Dit lijkt volkomen plausibel. Immers, een doorbraak in de technologie maakt
tal van nieuwe diagnostische mogelijkheden mogelijk, welke door de diverse actoren als
zeer welkom worden ontvangen.
Functie 5: Creëren van markten
Uit de grafiek voor functie 5 is duidelijk te zien dat er van actieve grootschalige subsidie
regelingen geen sprake is in Nederland. Afgaand op de ontwikkelingen met betrekking tot
de overige functie is het overigens ook twijfelachtig of hier enige noodzaak voor is. De
marktwerking (en daarmee de balans tussen vraag en aanbod) lijkt prima te functioneren
in deze sector.
Functie 6: Mobiliseren van middelen
Het mobiliseren van kapitaal is niet of nauwelijks teruggevonden bij het bestuderen van
de vakliteratuur. Dit komt vermoedelijk omdat hier doorgaans geen externe partijen aan
te pas komen. Het zijn hoofdzakelijk grote bedrijven als Philips, General Electric en
Siemens die beschikken over een groot eigen kapitaal waaruit investeringen kunnen
worden gedaan.
Het mobiliseren van werkzame personen, in dit geval radiologen, is iets waarin een
duidelijke positieve trend valt te bespeuren. Een interessante gebeurtenis op dit gebied
was een publicatie met betrekking tot de trendverwachting van het aantal radiologen in
de toekomst. Abbing en Meiss (1998) onderzochten de in- en uitstroom van radiologen
en kwamen tot de conclusie dat er sprake was van een stijgende, maar stagnerende
trend. Op de vraag of dit in de toekomst (tot 2020) tot een tekort aan radiologen zou
leiden concludeerden ze negatief.
Functie 7: Creëren legitimiteit
Belangengroepen zijn actief bezig met het creëren van legitimiteit. Door een goede
informatiestroom te verzorgen wordt getracht de reserveringen die er heersen bij het
brede publiek met betrekking tot de stralingsbelasting en de mogelijke consequenties
daarvan, weg te nemen.
Activiteitenpatroon van de functies
14
13
12
Aantal events
11
10
9
8
7
6
5
4
3
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
1
2
3
4
5
6
7
2
1
19
1983
8
19 4
8
19 5
1986
8
19 7
1988
8
19 9
1990
9
19 1
9
19 2
1993
9
19 4
1995
9
19 6
1997
9
19 8
9
20 9
2000
0
20 1
2002
0
20 3
2004
0
20 5
0
20 6
2007
08
0
Figuur 10: Activiteitenpatroon functies binnen TSIS röntgentechnieken
41
Medische beeldvorming
4.2 Magnetische resonantie
Hier zullen de medische beeldvormingsmodaliteiten worden besproken die gebruik maken
van magnetische resonantie. De technologische karakteristieken zijn geanalyseerd en
bijgevoegd als bijlage 1.B. In paragraaf 4.2.1 is de complexiteit van de innovatie
geanalyseerd en in paragraaf 4.2.2 is het innovatiesysteem onderzocht ten aanzien van
de sociale kaart en de invulling van de eerder gedefinieerde functies.
4.2.1 Analyse van de complexiteit van de innovatie
Voor respectievelijk de producenten en de gebruikers zal nu eerst de complexiteit worden
uiteengezet. Vervolgens worden in figuur 11 de resultaten van de complexiteitsanalyse
overzichtelijk samengevat.
Complexiteit producenten
MRI is de meest recente toevoeging aan het arsenaal van medische
beeldvormingsmodaliteiten. Het bouwt als zodanig niet voort op een al bestaande
beeldvormingstechniek en diende volledig te worden ontwikkeld. Het betreft daarmee
een compleet nieuwe architectuur; in analytische termen voor dit onderzoek een
‘veranderde’ architectuur.
Ook wat betreft het beeldvormingsconcept is er sprake van een compleet nieuwe
methode. Er werd nu van magnetische resonantie gebruik gemaakt voor de
beeldvorming, waardoor een compleet andere set van kennis en vaardigheden nodig
was. Dit zowel voor de producent als hun installateurs.
Omdat er zowel sprake is van een veranderde (nieuwe) architectuur van het product en
tevens een omvergeworpen (volledig nieuw) beeldvormingsconcept, betreft MRI een
radicale innovatie voor de producenten.
Complexiteit gebruikers
Medici
Op het moment dat de MRI zijn intrede deed, ging er een wereld voor de medici open.
Aandoeningen die voor de CT verborgen bleven werden getoond. Denk aan ontstekingen,
bepaalde tumoren en scheuren in spieren en of banden van bv. knieën. Nadeel is dat niet
iedereen geschikt is voor MRI. Er zal dan te allen tijde een beroep worden gedaan op de
multislice CT. Desalniettemin een grote stap voorwaarts in de medische beeldvorming.
De invoering van de MRI-scanner was voor de medici niet eenvoudig. Het was, zeker in
het begin, niet gebruiksvriendelijk. Omscholing was nodig om de techniek te begrijpen en
te beheersen. Met bijscholing kwam je er niet. Het beeldvormingsconcept was totaal
anders dat de al bestaande methodes en betekende voor de medici daarom een nieuwe
diagnostiek beoefening, welke men zich eerst nog meester moest maken. De opkomst
van MRI betreft voor de medici dan ook een radicale innovatie.
Patiënten
Voor de patiënten was de komst van de MRI-scanner qua gebruiksvriendelijkheid
bijzonder onaangenaam. De architectuur van de MRI-scanner en de te genereren MRIscan vraagt erom dat de patiënt volledig stil ligt. De wijze waarop dit wordt gerealiseerd
leidt veelvuldig tot onprettige situaties. Voor de diagnostiek betrof de invoering echter
een duidelijke verbetering en is de MRI-scan van grote waarde voor de patiënt. Tevens is
er hier geen sprake meer van de röntgenstralingsbelasting zoals bij CT. De MRI-scanner
betreft dan ook een radicale innovatie voor de patiënt.
42
Medische beeldvorming
In onderstaande figuur 11 is de hierboven beschreven complexiteit van de innovatie voor
de verschillende actoren langs de waardeketen grafisch weergegeven.
Onveranderd
(Modulair)
N.v.t.
N.v.t.
(Architecturaal)
Veranderd
Architectuur
(Incrementeel)
(Radicaal)
N.v.t.
Producenten
Medici
Patiënten
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
Figuur 11: Complexiteit MRI voor producenten en gebruikers
43
Medische beeldvorming
4.2.2 Analyse van het innovatiesysteem
Bij het analyseren van het innovatiesysteem rond klinische toepassingen van
magnetische resonantie in de medische beeldvorming, wordt gekeken naar de sociale
kaart en naar de functies die binnen dit innovatiesysteem worden vervuld. Deze zullen in
respectievelijk paragraaf 5.3.1 en 5.3.2 worden uiteengezet.
Sociale kaart
Hier zal de sociale kaart worden behandeld. De verschillende onderdelen van de sociale
kaart, zoals gepresenteerd in figuur 3, worden hierbij besproken.
Vraagkant
De vraag naar MRI-apparatuur voor klinische medische beeldvorming komt vanuit de
gebruikers; de medici en de patiënten. De medici gebruiken de apparatuur bij het zo
adequaat mogelijk stellen van de diagnose en zijn in die zin afhankelijk van de
apparatuur voor een zo goed mogelijke uitoefening van hun beroep. De patiënten zijn
afhankelijk van de apparatuur voor het in kaart brengen van hun medische toestand.
Industrieel systeem
De grootste producenten van MRI-apparatuur zijn General Electric, Siemens, Philips,
Toshiba en Tromp. Hieronder zullen hun activiteiten binnen de sector kort worden
toegelicht.
Philips;
Philips heeft met haar productlijnen Achieva en Intera een reeks state-of-the-art MRI
toestellen. Hierbij levert het ook een variëteit aan hoofdmaskers (coils). In additie heeft
Philips ook een aantal belangrijke ondersteunende innovaties ontwikkeld. SmartExam,
FreeWave, ExamCards en SENSE zijn hier voorbeelden van.
SmartExam
SmartExam bedient de planning, scanning, and processing van MRI scans
met één klik. Het is 100% consistent en reproduceerbaar en is bruikbaar in
75% van de onderzoeken (hersenen, knieën, schouders en ruggengraat). Het
resulteert in een hogere efficiency en doorstroom van patiënten en tevens
wordt het hierdoor makkelijker en sneller om de medici te trainen.
SmartExam technologie werkt volgens onderstaande procedure:
1. Het proces begint met de settings zoals deze zijn opgeslagen in
zogenaamde ExamCards. Dit zijn specifieke sets van protocollen voor
verschillende typen van onderzoek.
2. SmartExam herkent automatisch anatomische structuren in een
oriënterende scan en plant vervolgens de diagnostische scans aan de
hand van de ligging van de patiënt.
3. De medicus stelt de spatiële resolutie in en SmartExam doet de rest
door automatisch de resolutie en de contrastwaarde op peil te houden
ongeacht de positie van de patiënt.
(Bron: Philips, 2008)
44
Medische beeldvorming
General Electric;
Met de Signa heeft GE Healthcare een productielijn die tot doel heeft de vertragende
handelingen van de traditionele MRI-onderzoeken te reduceren. Door de onderzoeken
sneller en comfortabeler te maken wordt het mogelijk dat de uitgebreide onderzoeken
routine gaan worden. (GE Healthcare, 2008)
Siemens
Tim (Total imaging matrix) technologie bracht een nieuwe standaard in flexibiliteit,
precisie en snelheid. Met 700 installaties bewijst Tim zich in klinieken over de gehele
wereld. Siemens‘ productielijnen MAGNETOM Trio, MAGNETOM Avante, MAGNETOM
Espree en MAGNETOM Symphony zijn met Tim uitgerust. (Siemens, 2008)
Tromp
Tromp Medical BV heeft voor Nederland het exclusieve dealerschap verworven voor
de MSK Extreme 1.0T MRI van het Amerikaanse bedrijf ONI Medical Systems. De MSK
Extreme 1.0T MRI kost slechts 1/3 van de prijs van een whole body MRI systeem terwijl
het een gelijke of hogere beeldkwaliteit en gelijke of hogere dagproductie heeft.
De MSK Extreme is zeer patiëntvriendelijk; het open design laat comfortabele
positionering toe en is geschikt voor mensen met claustrofobie. Wereldwijd zijn er meer
dan 160 systemen in gebruik. In Nederland zijn er inmiddels vijf toestellen verkocht,
waarvan drie aan universitaire ziekenhuizen. (Tromp, 2008)
Toshiba
Toshiba ontwikkelt sinds 1979 MRI systemen. De focus ligt hierbij op het vinden van de
perfecte balans tussen klinische prestatie en comfort van de patiënt. Dit heeft uiteindelijk
geresulteerd in de ontwikkeling van de Vantage Titan, een MRI-scanner met een grote
doorgang zonder verlies van klinische prestaties.
De totale Vantage productlijn maakt gebruik van dezelfde magneet. Hierdoor hebben alle
systemen dezelfde homogeniteit. Om het scanproces te versnellen wordt gebruikt
gemaakt van Toshiba's SPEEDER parallelle beeldvormingstechniek die zogenaamde
SPEEDER factors genereren tot 16x, afhankelijk van de configuratie. (Toshiba, 2008)
Overige onderdelen
De overige onderdelen van de sociale kaart (standaarden en normen, educatie en
onderzoekssysteem, politiek systeem, randvoorwaarden en intermediairen) zijn in
overeenstemming met die in paragraaf 4.1.2. Er is geen significant onderscheid tussen
de technologie specifieke innovatiesystemen van röntgentechnieken en magnetische
resonantie ten aanzien van deze onderdelen.
Er is daarmee alleen op het gebied van de industrie sprake van een verschil met de
sociale kaart voor het technologie specifieke innovatiesysteem van röntgentechnieken.
Gezien het minimale verschil in sociale kaarten, wordt de grafische weergave van de
sociale kaart van het technologie specifieke innovatiesysteem voor MRI achterwege
gelaten.
45
Medische beeldvorming
Functies
Een functieanalyse is uitgevoerd om de dynamiek van het innovatiesysteem met
betrekking tot MRI te analyseren. Er is een historische analyse uitgevoerd waarbij de
gebeurtenissen chronologisch zijn geordend in een database en vervolgens zijn
onderverdeeld onder de systeemfuncties volgens de methode gehanteerd door Negro
(2007).
Gezien de scope van dit onderzoek is een compromis gesloten tussen het aantal events
dat in de database is betrokken en de compleetheid van deze database. Een
uitgebreidere (tijdsintensievere) event-history analyse zou een completer en daarmee
betrouwbaarder beeld schetsen. Desalniettemin is de samengestelde database,
bestaande uit 702 events, een legitieme compromis.
In figuur 12 is het activiteitenpatroon van de functies in het technologie specifieke
innovatiesysteem van de MRI grafisch weergegeven. Hieronder worden de resultaten en
achterliggende processen besproken per functie.
Functie 1: Ondernemersactiviteit
Door de jaren heen is een duidelijke trend te ontdekken naar meer ondernemersactiviteit
binnen het innovatiesysteem waarin MRI zich bevindt. Net als eerder te zien was bij het
verloop van de röntgentechnologieën, is dit ook hier te danken aan de steeds grotere
diversiteit aan toepassingen die de techniek heeft binnen het diagnostisch onderzoek. Zo
is er door de jaren heen voor steeds meer menselijke kwalen een scanmethode
ontwikkeld. Door het steeds bredere toepassingsgebied neemt ook de productrange toe.
Nieuwe toetreders tot de markt zijn er slechts sporadisch geweest; een aantal grote
spelers concurreren met elkaar om marktaandeel.
Functie 2: Kennisontwikkeling
Voor de kennisontwikkeling is een piek in activiteit waar te nemen rond de begin jaren
90. Dit is de periode geweest waarin een aantal pioniers waaronder FONAR Corporation
en Toshiba (FDA) goedkeuring kregen. Dit was als het ware een startschot voor een
onderzoeksgolf naar toepassingsmogelijkheden.
Functie 3: Kennisdiffusie door netwerken
Het aantal symposia is door de jaren heen sterk toegenomen. Het is op een niveau
beland waarop vrijwel maandelijks een beroepsgerelateerde bijeenkomst plaatsvindt (al
dan niet met een breed scala aan exposanten uit de sociale kaart). Dit werd ook al
eerder geconstateerd bij de röntgentechnieken, hetgeen te verklaren is door het feit dat
hier sprake is van overlap doordat het veelal gaat om radiologie symposia.
Functie 4: Sturing van onderzoek
Van het formuleren van doelen door de overheid specifiek met betrekking tot MRI is geen
sprake. Kijkend naar de verwachtingen door de betrokken actoren valt op dat deze het
laatste decennium positiever zijn geworden. Dit heeft ongetwijfeld te maken met de
immer toenemende kwaliteit van de diagnose voor een steeds breder scala aan
toepassingen.
Functie 5: Creëren van markten
Ook voor MRI zijn geen actieve grootschalige subsidie regelingen van toepassing in
Nederland. De regelingen of subsidies die worden gegeven betreffen projecten
gefinancierd door niet-overheidsinstanties. Afgaand op de ontwikkelingen met betrekking
tot de overige functies is het overigens ook twijfelachtig of er enige noodzaak voor
overheidsbemoeienis is. De marktwerking (en daarmee de balans tussen vraag en
aanbod) lijkt prima te functioneren in deze sector.
46
Medische beeldvorming
Functie 6: Mobiliseren van middelen
Het mobiliseren van kapitaal is niet of nauwelijks teruggevonden bij het bestuderen van
de vakliteratuur. Dit komt vermoedelijk omdat hier doorgaans geen externe partijen aan
te pas komen. Het zijn hoofdzakelijk grote bedrijven als Philips, General Electric en
Siemens die beschikken over een groot eigen kapitaal waaruit investeringen kunnen
worden gedaan.
Het mobiliseren van werkzame personen, in dit geval radiologen, is iets waarin een
duidelijke positieve trend valt te bespeuren. Zie voor verdere toelichting hierop de
beschrijving van functie 6 voor TSIS röntgentechnieken.
Functie 7: Creëren legitimiteit
Ook voor MRI zijn belangengroepen actief bezig met het creëren van legitimiteit. Door
een goede informatiestroom te verzorgen wordt getracht de reserveringen die er heersen
bij het brede publiek met betrekking tot de technologie en de mogelijke negatieve
bijkomstigheden ervan, weg te nemen.
Activiteitenpatroon van de functies
16
15
14
13
Aantal events
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
Functie 1
Functie 2
Functie 3
Functie 4
Functie 5
Functie 6
Functie 7
1
19
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
2099
2000
2001
2002
2003
2004
2 05
20006
2007
08
0
Figuur 12: Activiteitenpatroon functies binnen het TSIS van MRI
47
Medische beeldvorming
4.3 Geluidsgolven
In dit hoofdstuk zullen de medische beeldvormingsmodaliteiten worden besproken die
gebruik maken van geluidsgolven. De technologische karakteristieken zijn geanalyseerd
en bijgevoegd als bijlage 1.C. In paragraaf 4.3.1 is de complexiteit van de innovatie
geanalyseerd en in paragraaf 4.3.2 is het innovatiesysteem onderzocht ten aanzien van
de sociale kaart en de invulling van de eerder gedefinieerde functies.
4.3.1 Analyse van de complexiteit van de innovatie
Voor respectievelijk de producenten en de gebruikers zal nu eerst de complexiteit worden
uiteengezet. Vervolgens worden in figuur 13 de resultaten van de complexiteitsanalyse
overzichtelijk samengevat.
Complexiteit producenten
Echografie bouwt niet voort op een al bestaande beeldvormingstechniek en diende
volledig te worden ontwikkeld. Het betreft daarmee een compleet nieuwe architectuur; in
analytische termen voor dit onderzoek een ‘veranderde’ architectuur.
Ook wat betreft het beeldvormingsconcept is er sprake van een compleet nieuwe
methode. Er werd nu van geluidsgolven gebruik gemaakt voor de beeldvorming,
waardoor een compleet andere set van kennis en vaardigheden nodig was. Dit zowel
voor de producent als hun installateurs.
Omdat er zowel sprake is van een veranderde (nieuwe) architectuur van het product en
tevens een omvergeworpen (volledig nieuw) beeldvormingsconcept, betreft echografie
een radicale innovatie voor de producenten.
Complexiteit gebruikers
Medici
Echografie vraagt een grote geoefendheid van degene die het uitvoert. De komst van de
echografie is dan ook absoluut een radicale innovatie voor de medici. Zowel de bediening
van de apparatuur, als de interpretatie van de beelden, moesten worden aangeleerd.
Zowel wat betreft de architectuur van het product als het beeldvormingsconcept totaal
iets nieuws; een typische radicale innovatie.
Patiënten
Wat betreft de architectuur van het product is het voor de patiënt een behoorlijke
verbetering ten opzichte van bijvoorbeeld de röntgentechnieken. Zo is de
beeldvormingsmethode veilig, snel en comfortabel.
De configuratie van het product en het daarmee samenhangende echoproces heeft voor
de patiënt dusdanige verbeteringen met zich meegebracht (sneller, veiliger en
comfortabeler) dat kan worden gesproken van een ‘veranderde architectuur’.
Het is een methode die zeer nuttig is bij het screenen in de weke delen diagnostiek;
nieren, lever en galblaas. Omdat het beeldvormingsconcept een betere diagnose mogelijk
maakt kan ook vanuit de optiek van de patiënt worden gesproken van een
omvergeworpen beeldvormingsconcept, waardoor de innovatie voor de patiënt als
radicaal kan worden betiteld.
48
Medische beeldvorming
In onderstaande figuur 13 is de hierboven beschreven complexiteit van de innovatie voor
de verschillende actoren langs de waardeketen grafisch weergegeven.
Onveranderd
(Modulair)
N.v.t.
N.v.t.
(Architecturaal)
Veranderd
Architectuur
(Incrementeel)
(Radicaal)
N.v.t.
Producenten
Medici
Patiënten
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
Figuur 13: Complexiteit echografie voor producenten en gebruikers
49
Medische beeldvorming
4.3.2 Analyse van het innovatiesysteem
Bij het analyseren van het innovatiesysteem rond klinische toepassingen van
geluidsgolven in de medische beeldvorming, wordt gekeken naar de sociale kaart en naar
de functies die binnen dit innovatiesysteem worden vervuld. Deze zullen in respectievelijk
paragraaf 6.3.1 en 6.3.2 worden uiteengezet.
Sociale kaart
Hier zal de sociale kaart omtrent echografie worden behandeld. De verschillende
onderdelen van de sociale kaart, zoals gepresenteerd in figuur 3, worden hierbij
besproken.
Vraagkant
De vraag naar echografische apparatuur voor klinische medische beeldvorming komt
vanuit de gebruikers; de medici en de patiënten. De medici gebruiken de apparatuur bij
het zo adequaat mogelijk stellen van de diagnose en zijn zodoende van afhankelijk voor
de apparatuur voor de zo goed mogelijke uitoefening van hun werk. De patiënten zijn
afhankelijk van de apparatuur voor het in kaart brengen van hun medische toestand.
Industrieel systeem
De grootste producenten van echografische apparatuur zijn Toshiba, Philips, Siemens en
Aloka. Hieronder zullen hun activiteiten binnen de sector kort worden toegelicht.
Toshiba;
Sinds de intrede van de echografie tot de medische diagnostiek is Toshiba één van de
koplopers op technologisch gebied. Door de jaren hebben Toshiba’s innovaties nieuwe
standaarden gezet en hebben ze nieuwe applicaties mogelijk gemaakt die de
mogelijkheden van echografie aanzienlijk hebben uitgebreid. Het aanbod van Toshiba
bestaat uit de systemen: Artida, Aplio XG, Xario XG, Xario, Nemio XG, Famio 5 en 8.
(Toshiba, 2008)
Philips;
Philips stelt dat een echografisch system over twee belangrijke karakteristieken moet
beschikken: uitstekende prestaties en gebruiksgemak. Daarom is er een breed aanbod
van echografische apparatuur voor diverse toepassingsgebieden (cardiologie, eerste hulp,
algemene beeldvorming, regionale anesthesie, vasculair, gynaecologie). Ook zijn er voor
echografie ondersteunende innovaties beschikbaar. Zo is er bijvoorbeeld QLAB dat
echografische data kwantificeert. (Philips, 2008)
Siemens;
In de hedendaagse medische wereld is een snelle en precieze diagnose wenselijk voor
elke patiënt. Siemens biedt oplossingen om deze wensen te vervullen; van 2D beelden
tot geavanceerde 4D beelden. Met de productielijnen ACUSON en SONOLINE heeft
Siemens een zeer breed aanbod aan echografische apparatuur voor medische
beeldvorming. (Siemens, 2008)
Aloka;
Al 50 jaar is Aloka een belangrijke producent van echografische apparatuur. Aloka levert
toepassingen voor gynaecologische, radiologische, chirurgische en diergeneeskundige
werkterreinen. Met de productlijn ProSound heeft Aloka een breed aanbod van
echografische apparatuur voor al deze toepassingen. (Aloka, 2008)
50
Medische beeldvorming
Overige onderdelen
De overige onderdelen van de sociale kaart (standaarden en normen, educatie en
onderzoekssysteem, politiek systeem, randvoorwaarden en intermediairen) zijn in
overeenstemming met die in paragraaf 4.1.2. Er is geen significant onderscheid tussen
röntgentechnieken en magnetische resonantie ten aanzien van deze onderdelen.
Ook hier geldt dat daarmee alleen op het gebied van de industrie een verschil bestaat
met de sociale kaart voor het technologie specifieke innovatiesysteem van
röntgentechnieken. Gezien het minimale verschil in sociale kaarten, wordt ook de
grafische weergave van de sociale kaart van het technologie specifieke innovatiesysteem
voor echografie achterwege gelaten.
51
Medische beeldvorming
Functies
Een functieanalyse is uitgevoerd om de dynamiek van het innovatiesysteem met
betrekking tot echografie te analyseren. Er is een historische analyse uitgevoerd waarbij
de gebeurtenissen chronologisch zijn geordend in een database en vervolgens zijn
onderverdeeld onder de systeemfuncties volgens de methode gehanteerd door Negro
(2007).
Gezien de scope van dit onderzoek is een compromis gesloten tussen het aantal events
dat in de database is betrokken en de compleetheid van deze database. Een
uitgebreidere (tijdsintensievere) event-history analyse zou een completer en daarmee
betrouwbaarder beeld schetsen. Desalniettemin is de samengestelde database,
bestaande uit 427 events, een legitieme compromis.
In figuur 14 is het activiteitenpatroon van de functies in het technologie specifieke
innovatiesysteem van de echografie grafisch weergegeven. Hieronder worden de
resultaten en achterliggende processen besproken per functie.
Functie 1: Ondernemersactiviteit
Kijkend naar het verloop van de ondernemersactiviteit over de tijd, kan worden
geconcludeerd dat deze, in tegenstelling tot wat duidelijk werd bij de andere
innovatiesystemen, vrijwel gelijk blijft. Daar waar de andere beeldvormingsmodaliteiten
steeds meer extra toepassingsgebieden kregen en zich daarmee enorm in de breedte
ontwikkelden, is dit bij echografie niet het geval. De technologie bestaat al meer dan 50
jaar en is sindsdien met name in kwaliteit toegenomen. Middels incrementele
aanpassingen is de echografie kwalitatief enorm verbeterd. Complementaire innovatieve
sectoren als informatie technologie hebben hier in grote mate aan bijgedragen. Dit
laatste geldt voor alle beeldvormende modaliteiten; immer verbeterende resolutie en
onderscheidend vermogen zorgen voor effectievere diagnoses.
Functie 2: Kennisontwikkeling
De ontwikkeling die werd geconstateerd bij functie 1 is ook terug te vinden in het
activiteitenpatroon van functie 2: kennisontwikkeling. Zo is er bijvoorbeeld geen sprake
van een toename van het aantal wetenschappelijke publicaties m.b.t. echografie, maar
blijft dit in grote lijnen gelijk. Dit alles als gevolg van de eerder genoemde ontbrekende
stijging in toepassingen zoals te zien bij de andere modaliteiten.
Functie 3: Kennisdiffusie door netwerken
Het aantal symposia is door de jaren heen sterk toegenomen. Het is op een niveau
beland waarop vrijwel maandelijks een beroepsgerelateerde bijeenkomst plaatsvindt (al
dan niet met een breed scala aan exposanten uit de sociale kaart). Dit werd ook al
eerder geconstateerd bij de röntgentechnieken en magnetische resonantie, hetgeen te
verklaren is door het feit dat hier sprake is van overlap doordat het veelal gaat om
radiologie symposia.
Functie 4: Sturing van onderzoek
Van het formuleren van doelen door de overheid specifiek met betrekking tot echografie
is geen sprake. Kijkend naar de verwachtingen door de betrokken actoren valt op dat
deze overwegend positief zijn. Van een toename hierin is niet echt sprake. Dit is te
verklaren door de ontwikkeling van de technologie; meer in de diepte dan in de breedte.
De betrokken actoren beseffen dat de technologie met der jaren beter zal worden, maar
beseffen tegelijkertijd dat er geen baanbrekende nieuwe toepassingsgebieden zullen
opduiken.
52
Medische beeldvorming
Functie 5: Creëren van markten
Ook voor echografie zijn geen actieve grootschalige subsidie regelingen van toepassing in
Nederland. De regelingen of subsidies die worden gegeven betreffen projecten
gefinancierd door niet-overheidsinstanties. Afgaand op de ontwikkelingen met betrekking
tot de overige functies is het ook hier twijfelachtig of er enige noodzaak voor
overheidsbemoeienis is. De marktwerking (en daarmee de balans tussen vraag en
aanbod) lijkt prima te functioneren in deze sector.
Functie 6: Mobiliseren van middelen
Het mobiliseren van kapitaal is niet of nauwelijks teruggevonden bij het bestuderen van
de vakliteratuur. Dit komt vermoedelijk omdat hier doorgaans geen externe partijen aan
te pas komen. Het zijn hoofdzakelijk grote bedrijven als Philips, Toshiba en Siemens die
beschikken over een groot eigen kapitaal waaruit investeringen kunnen worden gedaan.
Het mobiliseren van werkzame personen, in dit geval radiologen, is iets waarin een
duidelijke positieve trend valt te bespeuren. Zie voor verdere toelichting hierop de
beschrijving van functie 6 voor TSIS röntgentechnieken.
Functie 7: Creëren legitimiteit
De maatschappelijke houding tegenover echografie is altijd erg positief geweest. De
oorzaak hiervan is waarschijnlijk dat het bij mensen het beeld oproept van een
ongeboren kindje; nieuw leven. Dit beeld geeft echografie een voorsprong ten opzichte
van andere technologieën daar waar het gaat om het creëren van legitimiteit.
Activiteitenpatroon van de functies
14
13
12
11
10
Aantal events
9
8
7
6
5
4
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
1
2
3
4
5
6
7
3
2
1
19
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
2099
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
08
0
Figuur 14: Activiteitenpatroon functies binnen TSIS Echografie
53
Medische beeldvorming
4.4 Radioactieve isotopen
Er zijn binnen dit medisch-technologisch domein drie vormen te onderscheiden. Allereerst
is er de gewone scan, planaire (tweedimensionale) scintigrafie, waarbij op een vlakke
plaat een afbeelding van een gedeelte van een patiënt wordt gemaakt. De andere twee
zijn de PET- en de SPECT-scan.
Hier zullen de medische beeldvormingsmodaliteiten worden besproken die gebruik maken
van radioactieve isotopen. De technologische karakteristieken zijn geanalyseerd en
bijgevoegd als bijlage 1.D. In paragraaf 4.4.1 is de complexiteit van de innovatie
geanalyseerd en in paragraaf 4.4.2 is het innovatiesysteem onderzocht ten aanzien van
de sociale kaart en de invulling van de eerder gedefinieerde functies.
4.4.1 Analyse van de complexiteit van de innovatie
Bij de analyse van de complexiteit van de innovatie zullen de PET-scan en de SPECT-scan
worden vergeleken met de tweedimensionale isotopenscan. Deze referentietechniek
vormt immers de basis van de diagnostische beeldvorming in de nucleaire geneeskunde.
Voor respectievelijk de producenten en de gebruikers zal nu eerst de complexiteit worden
uiteengezet. Vervolgens worden in figuur 15 de resultaten van de complexiteitsanalyse
overzichtelijk samengevat.
Complexiteit producenten
PET
Voor de producenten betekent de invoering van PET hoofdzakelijk het leveren van een
ander type detector. Zo moet er bij PET in plaats van een gammacamera, een speciale
positrondetector worden geproduceerd. Dit betreft een architecturale aanpassing, waarbij
een component kan worden vervangen en de overige productconfiguratie gelijk blijft.
Het beeldvormingsconcept blijft verder onveranderd: de detectie van het verval van een
isotoop om het menselijk lichaam in beeld te brengen. Voor de producenten kan deze
innovatie dan ook als architecturaal worden betiteld.
SPECT
Voor de producenten betekent de invoering van SPECT een architecturale aanpassing
waarbij met een gammacamera een gammafoton wordt gedetecteerd. Omdat enkel de
diepte in het lichaam vanwaar het gammafoton afkomstig is niet kan worden gemeten,
ontstaat er 2-dimensionaal beeld van de patiënt. Door echter met de detector om de
patiënt heen te bewegen en vervolgens alle 2-dimensionale plaatjes met behulp van een
computer te combineren kan een 3-dimensionaal beeld worden gegenereerd. Bij SPECT is
er dus sprake van een veranderde architectuur van het product.
SPECT voegt weliswaar een zeer waardevolle extra dimensie toe aan de
tweedimensionale plaatje, maar dit vraagt echter niet bijster veel aanpassing van de
producent. Zo is het enkel een combinatie van al bestaande technologische concepten.
Het is dan ook voor de producent slechts een versterkt beeldvormingsconcept.
Omdat er sprake is van een veranderde architectuur van het product en een versterkt
beeldvormingsconcept, betreft SPECT een architecturale innovatie voor de producenten.
54
Medische beeldvorming
Complexiteit gebruikers
Medici
Daar waar binnen de radiologie enkel wordt gekeken naar anatomische structuren, geeft
de beeldvorming van de nucleaire geneeskunde de medici informatie over het
functioneren van het lichaam (van het type weefsel dat je onderzoekt). De architectuur
van de PET scanner is voor medici in praktische termen minimaal veranderd; enkel het
beeldend resultaat betreft een grote verandering. Zo geeft PET medici een extra dimensie
ten opzichte van de gewone tweedimensionale scan. Dit biedt dermate veel nieuwe
mogelijkheden en geeft een dermate betere diagnose dat absoluut kan worden
gesproken van een omvergeworpen beeldvormingsconcept. Voor de medici is PET dan
ook een modulaire innovatie.
Ook de architectuur van de SPECT scanner is voor medici in praktische termen minimaal
veranderd; ook hier is het beeldend resultaat de grote verandering. Doordat SPECT er
een extra dimensie aan toevoegt, is ook het beeldvormingsconcept omvergeworpen. De
extra mogelijkheden die dit met zich mee brengt zijn erg groot en maken SPECT tot een
zeer waardevolle toevoeging aan het arsenaal van medische beeldvormingsmodaliteiten.
Ook SPECT is daarom te betitelen als een modulaire innovatie.
Patiënten
Zoals eerder al genoemd geeft de beeldvorming van de nucleaire geneeskunde de medici
informatie over het functioneren van het lichaam. Dit heeft voor de patiënt tot gevolg dat
er een betere diagnose kan worden gesteld. Bovendien heeft de modernisering van
radiofarmaca en opname mogelijkheden geresulteerd in een lagere stralingsbelasting en
snellere diagnose. Zojuist is al genoemd dat de architectuur van zowel de PET scanner
als de SPECT scanner voor medici in praktische termen minimale veranderingen met zich
mee bracht. Dit geldt ook voor de patiënten. Wat betreft de verbetering in diagnose kan
wel worden gesproken van een sprong voorwaarts in de medische beeldvorming. Het
beeldvormingsconcept is dusdanig veranderd dat veel meer kwalen (in een vroeger
stadium) kunnen worden opgespoord. Het beeldvormingsconcept is daarmee rigoureus
omvergeworpen. Voor patiënten hebben beide innovaties dan ook een modulair karakter.
In onderstaande figuur 15 is de complexiteit van de innovatie voor de verschillende
actoren langs de waardeketen grafisch weergegeven.
PET
SPECT
N.v.t.
Medici
Patiënten
(Architecturaal)
(Radicaal)
N.v.t.
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
(Incrementeel)
(Modulair)
N.v.t.
Medici
Patiënten
(Architecturaal)
Veranderd
Veranderd
Producenten
Onveranderd
(Modulair)
Architectuur
Onveranderd
Architectuur
(Incrementeel)
(Radicaal)
Producenten
N.v.t.
Versterkt
Omvergeworpen
Beeldvormingsconcept
Figuur 15: Complexiteit PET en SPECT voor producenten en gebruikers
55
Medische beeldvorming
4.4.2 Analyse van het innovatiesysteem
Bij het analyseren van het innovatiesysteem rond klinische toepassingen van radioactieve
isotopen in de medische beeldvorming, wordt gekeken naar de sociale kaart en naar de
functies die binnen dit innovatiesysteem worden vervuld. Deze zullen in respectievelijk
paragraaf 7.3.1 en 7.3.2 worden uiteengezet.
Sociale kaart
Hier zal de sociale kaart worden behandeld. De verschillende onderdelen van de sociale
kaart, zoals gepresenteerd in figuur 3, worden hierbij besproken.
Vraagkant
De vraag naar nucleaire geneeskundige apparatuur voor klinische medische
beeldvorming komt vanuit de gebruikers; de medici en de patiënten. De medici
gebruiken de apparatuur bij het zo adequaat mogelijk stellen van de diagnose en zijn
zodoende van afhankelijk voor de apparatuur voor de zo goed mogelijke uitoefening van
hun werk. De patiënten zijn afhankelijk van de apparatuur voor het in kaart brengen van
hun medische toestand.
Industrieel systeem
De grootste producenten van PET en SPECT-apparatuur zijn General Electric, Siemens en
Philips. Hieronder zullen hun activiteiten binnen de sector kort worden toegelicht.
General Electric;
GE Healthcare levert een breed assortiment aan radiofarmaceutische apparatuur voor het
opzetten van een PET productie-eenheid. TRACERcenter-GMP is een combinatie van
state-of-the-art apparatuur, informatie en services die je in staat stellen een klinische
PET tracer productie te runnen. TRACERlab biedt een complete serie PET Tracer
Synthesizers en andere radiofarmaceutische producten. Op het gebied van de cyclotrons
levert GE de PETtrace en de MINItrace om de gewenste radioactieve materialen te
produceren.
Siemens;
Siemens is momenteel marktleider wat betreft molecular imaging. Symbia®, de eerste
productlijn met TruePoint SPECT/CT technologie, combineert de kracht van SPECT met
de precisie van diagnostische multislice-CT. Symbia TruePoint SPECT/CT heeft een aan te
passen platform die je in staat stelt een uniek geconfigureerd system te selecteren.
Siemens levert ook PET/CT applicaties die een zeer groot aantal nieuwe mogelijkheden
met zich meebrengen in prestaties en het comfort voor de patiënt vergroten. Op dit
moment zijn dit de Biograph mCT en de Biograph BluePrint PET/CT. (Siemens, 3008)
Philips;
Met de productlijn GEMINI heeft Philips een stevig marktaandeel in handen wat betreft
PET/CT. Ook op het gebied van SPECT en SPECT/CT levert Philips een breed scala aan
toepassingen: BrightView en BrightView XCT, Precedence, CardioMD en SKYLight.
Overige onderdelen
De overige onderdelen van de sociale kaart (standaarden en normen, educatie en
onderzoekssysteem, politiek systeem, randvoorwaarden en intermediairen) zijn in
overeenstemming met die in paragraaf 4.1.2.
Het enige onderscheid dat dient te worden gemaakt is dat er hier geen sprake is van de
beroepsvereniging voor radiologen, maar voor een beroepsvereniging voor nucleair
geneeskundigen: de NVNG.
56
Medische beeldvorming
NVNG
De Nederlandse Vereniging voor Nucleaire Geneeskunde (NVNG) is opgericht in 1968 en
heeft een multidisciplinair karakter. Haar leden zijn overwegend afkomstig uit de
disciplines chemie, farmacie, fysica en geneeskunde. De NVNG stelt zich ten doel de
bevordering van de nucleaire geneeskunde, waarbij in het bijzonder aandacht wordt
geschonken aan kwaliteitsaspecten, zoals de juiste toepassing van radioactieve stoffen
op medisch gebied, alsmede aan het wetenschappelijk onderzoek en de organisatorische
en maatschappelijke aspecten. Voorts stelt de vereniging zich ten doel de
wetenschappelijke vorming te bevorderen en voor zover nodig de behartiging van de
beroepsbelangen van haar leden. (NVNG, 2008)
In figuur 16 wordt de sociale kaart voor het technologie specifieke innovatiesysteem rond
isotopenscans grafisch samengevat.
Vraagkant
CE label en FDA goedkeuring
Medici
Educatief systeem
Industrieel
Systeem
Intermediairen
GE
Siemens
Philips
NVMBR
NVNG
Financieel klimaat
Infrastructuur
Patiënten
Bachelor MBRT
InService opleiding
Onderzoeksysteem
UMC’s
Bedrijfsleven
Politiek systeem
Ministerie van VWS
Ministerie van OCW
Figuur 16: Sociale kaart van het TSIS voor isotopenscans
57
Medische beeldvorming
Functies
Een functieanalyse is uitgevoerd om de dynamiek van het innovatiesysteem met
betrekking tot isotopenscans te analyseren. Er is een historische analyse uitgevoerd
waarbij de gebeurtenissen chronologisch zijn geordend in een database en vervolgens
zijn onderverdeeld onder de systeemfuncties volgens de methode gehanteerd door Negro
(2007).
Gezien de scope van dit onderzoek is een compromis gesloten tussen het aantal events
dat in de database is betrokken en de compleetheid van deze database. Een
uitgebreidere (tijdsintensievere) event-history analyse zou een completer en daarmee
betrouwbaarder beeld schetsen. Desalniettemin is de samengestelde database,
bestaande uit 815 events, een legitieme compromis.
In figuur 17 is het activiteitenpatroon van de functies in het technologie specifieke
innovatiesysteem van beeldvormende technieken, gebruikmakend van radioactieve
isotopen, grafisch weergegeven. Hieronder worden de resultaten en achterliggende
processen besproken per functie.
Functie 1: Ondernemersactiviteit
Kijkend naar het verloop van de ondernemersactiviteit over de tijd, kan worden
geconcludeerd dat deze sterk toeneemt. Dit is vooral te danken aan de diverse
toepassingen die PET en SPECT systemen door de jaren heen hebben gekregen binnen
het diagnostisch onderzoek. Zo is er door de jaren heen voor steeds meer menselijke
kwalen een scanmethode ontwikkeld. Door het steeds bredere toepassingsgebied neemt
ook de productrange toe. Nieuwe toetreders tot de markt zijn er nauwelijks; een aantal
grote spelers als Siemens, General Electric en Philips concurreren met elkaar om
marktaandeel.
Functie 2: Kennisontwikkeling
Voor de kennisontwikkeling door de tijd is ook een duidelijke trend waar te nemen. Ook
dit is sterk gerelateerd aan het aantal toepassingsmogelijkheden. Met de toenemende
mogelijkheden van de diagnostische apparatuur, neemt ook het onderzoek naar deze
mogelijkheden toe en visa versa.
Functie 3: Kennisdiffusie door netwerken
Het aantal symposia is door de jaren heen sterk toegenomen. Het is op een niveau
beland waarop vrijwel maandelijks een beroepsgerelateerde bijeenkomst plaatsvindt (al
dan niet met een breed scala aan exposanten uit de sociale kaart). Met name de eerder
genoemde beroepsvereniging NVMBR speelt hier een grote rol in.
Functie 4: Sturing van onderzoek
Van het formuleren van doelen door de overheid specifiek met betrekking tot
isotopenscans is geen sprake. Echter van het uitspreken van verwachtingen door de
betrokken actoren des te meer. De mogelijkheden die de technologieën met zich mee
brengen zijn voor de radiologen en radiotherapie van zeer grote waarde. Met name
combinaties van verschillende modaliteiten als PET/CT en SPECT/CT dragen bij aan deze
overduidelijk positieve trend.
Functie 5: Creëren van markten
Ook voor beeldvormende technieken gebruikmakend van radioactieve isotopen zijn geen
actieve grootschalige subsidieregelingen van toepassing in Nederland. De regelingen of
subsidies die worden gegeven betreffen projecten gefinancierd door nietoverheidsinstanties. Afgaand op de ontwikkelingen met betrekking tot de overige functies
is het ook in deze sector zeer twijfelachtig of er enige noodzaak voor
58
Medische beeldvorming
overheidsbemoeienis is. De marktwerking (en daarmee de balans tussen vraag en
aanbod) lijkt prima te functioneren in deze sector.
Functie 6: Mobiliseren van middelen
Het mobiliseren van kapitaal is niet of nauwelijks teruggevonden bij het bestuderen van
de vakliteratuur. Dit komt vermoedelijk omdat hier doorgaans geen externe partijen aan
te pas komen. Het zijn hoofdzakelijk grote bedrijven als Philips, General Electric en
Siemens die beschikken over een groot eigen kapitaal waaruit investeringen kunnen
worden gedaan.
Het mobiliseren van werkzame personen, in dit geval nucleair geneeskundigen, is iets
waarin een duidelijke positieve trend valt te bespeuren. Een interessante gebeurtenis op
dit gebied was een publicatie van RIVM met betrekking tot de relatie tussen het
personeel en het aantal verrichtingen in 2003. De correlatie tussen het aantal nucleair
geneeskundige verrichtingen en het aantal specialisten op de afdeling nucleaire
geneeskunde bleek ongeveer 0,7. De correlatie met het aantal medisch nucleair werkers
was iets groter, ongeveer 0,8. Het gemiddeld aantal onderzoeken per nucleair
geneeskundige in 2003 in een algemeen ziekenhuis is 4.000 ± 3.000. Gemiddeld per
medisch nucleair werker is dit aantal 900 ± 300. Het aantal fte's voor nucleair
geneeskundigen in algemene ziekenhuizen varieert van 0,1 tot 3,9. Het aantal fte's voor
medisch nucleair werkers zit tussen 1,5 en 15,2. Gegevens met betrekking tot de
nucleair geneeskundigen zijn afkomstig van 40 algemene ziekenhuizen en voor de
medisch nucleair werkers van 44 algemene ziekenhuizen. (RIVM, 2005)
Functie 7: Creëren legitimiteit
Belangengroepen zijn actief bezig met het creëren van legitimiteit. Door een goede
informatiestroom te verzorgen wordt getracht de reserveringen die er heersen bij het
brede publiek met betrekking tot de stralingsbelasting en de mogelijke consequenties
daarvan, weg te nemen.
Activiteitenpatroon van de functies
14
13
12
11
Aantal events
10
9
8
7
6
5
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
Functie
1
2
3
4
5
6
7
4
3
2
1
19
1975
1976
1977
1978
1979
1980
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
2099
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
07
0
Figuur 17: Activiteitenpatroon functies binnen TSIS Radioactieve isotopen
59
Medische beeldvorming
5 Conclusie
Voor dit onderzoek was de volgende centrale onderzoeksvraag geformuleerd:
Wat zijn, vanuit technologisch perspectief, de kansen en bedreigingen voor de
sector medische beeldvorming in Nederland en welke strategische
consequenties heeft dit voor de betrokken actoren?
Om een antwoord te geven op bovenstaande centrale vraag zijn een vijftal deelvragen
geformuleerd voor elk van de medische beeldvormingsmodaliteiten. In deze conclusie
worden deze deelvragen één voor één behandeld.
Wat zijn de technologische karakteristieken van de klinisch toepasbare
medische beeldvormingsmodaliteiten en wat zijn de technologische
ontwikkelingen in het verleden, heden en de toekomst?
Het generieke antwoord op deze deelvraag is te uitgebreid om in deze conclusie te
behandelen. De technologische karakteristieken en ontwikkelingen staan uitgebreid
beschreven in bijlage 1A t/m 1D. Wat wel zeer interessant is om in deze conclusie te
behandelen, zijn de te verwachten toekomstige ontwikkelingen voor de verschillende
klinisch toepasbare medische beeldvormingsmodaliteiten.
Computer Tomografie
Momenteel wordt op verschillende terreinen gewerkt aan de verdere ontwikkeling van de
CT-technologie. Er wordt gewerkt aan snellere scans, maar dit brengt een groot
struikelblok met zich mee. Zo zorgt een snellere draaiing zorgt voor dusdanige Gkrachten, dat het materiaaltechnisch niet haalbaar is. Tegen deze hindernis wordt op het
moment gevochten. Daarnaast kunnen de huidige detectoren niet kleiner worden om de
signaalruis verhouding acceptabel te houden. Een mogelijke oplossing zouden fotontellers
kunnen zijn en ook aan flatpanel detectoren wordt gewerkt. Ook wordt er gewerkt aan
geavanceerde reconstructiealgoritmen.
Magnetic Resonance Imaging
De toekomst van MRI is allerminst duidelijk. Zo staat de technologie verhoudingsgewijs
nog in haar kinderschoenen. Momenteel worden zeer kleine scanners ontwikkeld voor het
in beeld brengen van specifieke lichaamsdelen. Zo zijn er al sommige werkgebieden
waarin je simpelweg je arm, knie of voet in de machine kunt plaatsen. Daarnaast
verbeteren onze middelen om het vaatsysteem te visualiseren verbeteren continu.
Andere ontwikkelingen zijn onderzoek naar het ventilatiemechanisme van de longen en
de ontwikkeling van nieuwe, verbeterde manieren om beroertes in hun beginstadium te
visualiseren.
Echografie
Net als alle andere computertechnologie, zullen ook echografische apparaten sneller
worden en zullen ze meer ruimte hebben voor de opslag van data. Daarnaast worden de
transducer probes in de toekomst vermoedelijk kleiner. Met deze ontwikkeling zullen ze
ook beter geschikt worden voor intern onderzoek om zo betere beelden te krijgen van
interne organen. Vermoedelijk zal de totale echograaf kleiner worden en mogelijk zelfs
geschikt worden als handheld. Daarnaast zal ook de 3D echografie verder worden
doorontwikkeld en populairder worden. Een zeer veelbelovend onderzoeksgebied is de
echografie in real time waarbij de medici in de patiënt kunnen kijken tijdens een
medische handeling.
60
Medische beeldvorming
Radioactieve isotopen
In de toekomst zijn concrete toepassingen in de diagnose, prognose en behandeling van
aandoeningen als de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, nierkanker,
borstkanker, reumatoïde polyartritis of cardiovasculaire aandoeningen zeker niet
ondenkbaar. Zo zou er binnen 3 á 4 jaar een product op de markt moeten komen dat
zekerheid biedt omtrent de evolutie van de ziekte van Alzheimer.
Wat is de aard (complexiteit) van de innovatie, gezien vanuit het
perspectief van de betrokken actoren?
Het eerste dat opvalt, kijkend naar de resultaten van de complexiteitsanalyses, is dat een
innovatie in veel gevallen niet eenduidig als incrementeel, modulair, architecturaal of
radicaal kan worden bestempeld. In tabel 3 zijn deze resultaten overzichtelijk
samengevat.
Voor MRI en echografie geldt dit wel. Bij deze twee technologieën betreft het een radicale
innovatie voor alle actoren langs de waardeketen. Dit heeft alles te maken met het
vernieuwende karakter van de medische beeldvormingsmodaliteit. In beide gevallen gaat
het om een kompleet nieuw product met een volstrekt ander beeldvormingsprincipe. De
impact op de verschillende actoren is dan ook groot.
Voor CT geldt dat het achterliggende beeldvormingsprincipe en productconfiguratie niet
voor elke actor op dezelfde wijze kan worden geïnterpreteerd. Zo is voor de producent
het beeldvormingsprincipe gelijk gebleven (nog steeds dezelfde röntgenstraling), maar
heeft het voor de medici en de patiënt tot gevolg dat er een hele nieuwe dimensie (3D)
beschikbaar komt. Omgekeerd is voor de medici de architectuur van het product in
praktische zin ongewijzigd (er is nog steeds een soortgelijke procedure van toepassing),
terwijl de producent een compleet nieuwe apparaat moet bouwen dat die nieuwe
dimensie mogelijk maakt.
Voor PET en SPECT geldt een soortgelijke situatie, met als uitzondering de impact op de
patiënt. Deze impact is minimaal daar waar het gaat om de configuratie van het apparaat
waar ze mee worden gescand.
Modaliteit
Tabel 3: Complexiteit van de modaliteiten voor de verschillende actoren
CT
MRI
Echografie
PET
SPECT
Producenten
Architecturaal
Radicaal
Radicaal
Architecturaal
Architecturaal
Actoren
Medici
Modulair
Radicaal
Radicaal
Modulair
Modulair
Patiënten
Radicaal
Radicaal
Radicaal
Modulair
Modulair
61
Medische beeldvorming
Hoe ziet de sociale kaart eruit voor de verschillende klinisch toepasbare
medische beeldvormingsmodaliteiten in Nederland?
Wanneer
de
sociale
kaarten
van
de
verschillende
technologiespecifieke
innovatiesystemen met elkaar worden vergeleken, valt op dat deze in grote lijnen
overeenkomstig zijn.
De enige noemenswaardige verschillen zijn terug te vinden in het industrieel systeem en
onder de intermediairen. En zelfs daarbij zijn nog sterke nuances te maken. Zo is een
aantal grote bedrijven als Philips, Siemens en General Electric op diverse fronten actief in
de medische beeldvormingssector. Dus zelfs hierin is nog sprake een grote mate van
overlap. Tevens is het zo dat het verschil tussen de intermediaire organisaties enkel
wordt bepaald doordat verschillende beroepsverenigingen een intermediaire rol spelen
voor enerzijds de radiologie en anderzijds de nucleaire geneeskunde.
Gezien deze resultaten is het mogelijk een gecombineerde sociale kaart te maken voor
de verschillende klinisch toepasbare medische beeldvormingmodaliteiten in Nederland.
Deze sociale kaart is gepresenteerd in onderstaande figuur 18.
Vraagkant
Infrastructuur
Medici
Educatief systeem
Industrieel
Systeem
GE
Siemens
Philips
Toshiba
Oldelft
Tromp
Aloka
Intermediairen
NVMBR
NVvR/NVNG
Financieel klimaat
CE label en FDA goedkeuring
Patiënten
Bachelor MBRT
InService opleiding
Onderzoeksysteem
UMC’s
Bedrijfsleven
Politiek systeem
Ministerie van VWS
Ministerie van OCW
Figuur 18: gecombineerde sociale kaart medische beeldvormingsmodaliteiten
62
Medische beeldvorming
In welke functies voorziet het innovatiesysteem waarin de klinisch
toepasbare medische beeldvormingsmodaliteiten zich bevinden?
Kijkend naar de ondernemersactiviteit (functie 1) valt op dat deze bij een aantal
technologieën zeer sterk toeneemt als gevolg van de steeds breder wordende range van
toepassingen. Zo wordt voor steeds meer menselijke kwalen een scanmethode
ontwikkeld. De enige uitzondering hierop is de ondernemersactiviteit in de echografische
hoek. Hier blijft de ondernemersactiviteit opvallend constant. Daar waar de andere
beeldvormingsmodaliteiten steeds meer extra toepassingsgebieden kregen en zich
daarmee enorm in de breedte ontwikkelden, is dit bij echografie niet het geval. De
technologie bestaat al meer dan 50 jaar en is sindsdien met name in kwaliteit
toegenomen. Middels incrementele aanpassingen is de echografie kwalitatief enorm
verbeterd en deze ontwikkeling duurt nog steeds voort.
Een ander opvallend aspect is dat de markt voor medische beeldvorming wordt
gedomineerd door grote spelers. Nieuwe toetreders tot de markt zijn er nauwelijks. Dit
heeft vermoedelijk te maken met het enorme startkapitaal dat nodig is bij de
ontwikkeling van dergelijke dure apparatuur.
Over het algemeen kan geconcludeerd worden dat de medische beeldvormingssector qua
ondernemersactiviteit weinig te vrezen lijkt te hebben. Het blijkt een zeer innovatieve
sector. Zolang de vraag blijft bestaan, en dit lijkt evident (de noodzaak van medische
zorg is van alle tijden), zal het aanbod zich daarop afstemmen.
Er lijkt ook een sterk verband te zijn tussen het activiteitenpatroon van de
ondernemersactiviteit en de kennisontwikkeling. Zo volgen beiden een soortgelijk
patroon. Hoewel deze identificatie van patronen buiten de scope van dit onderzoek valt,
is dit een zeer interessante constatering. Een plausibele verklaring zou kunnen zijn dat
de ontwikkeling van kennis resulteert in nieuwe commerciële toepassingen.
De kennisdiffusie door netwerken (functie 3) is voor alle beeldvormingsmodaliteiten
aanzienlijk toegenomen. Hierbij dient de kanttekening te worden gemaakt dat wanneer
er een symposium radiologie plaats had gevonden, en dat gebeurde met een
toenemende frequentie, dat wordt deze gebeurtenis onder diverse innovatiesystemen als
positief werd opgenomen. Immers, röntgentechnieken, MRI en echografie vallen allen
onder radiologie. Desalniettemin is deze stijging van kennisdiffuse een interessante
positieve uitkomst van de functieanalyse. Middels deze symposia is er ook spraken van
het creëren van legitimiteit (functie 7).
Van sturing van het onderzoek (functie 4) door het uitspreken van positieve
verwachtingen van betrokken actieve is veelvuldig sprake. Voor alle onderzochte
beeldvormingsmodaliteiten bleek dit van toepassing. Dit heeft ongetwijfeld te maken met
de immer toenemende mogelijkheden en kwaliteit van de diagnoses.
De overheid lijkt zich niet in de markten te mengen zo doet zij niet aan sturing van het
onderzoek door het formuleren van doelen (functie 4) noch aan het verstrekken van
subsidies of belastingvoordelen. Gezien het functioneren van vraag en aanbod binnen de
verschillende innovatiesystemen lijkt dit ook volstrekt overbodig.
Ten aanzien van het aantal werkzame personen lijkt in de meeste gevallen een stijging
plaats te vinden. Dit lijkt een logisch gevolg van het toenemende aantal radiologische en
nucleaire geneeskundige onderzoeken.
63
Medische beeldvorming
Hoe dienen de betrokken actoren met de bestaande kansen en
bedreigingen om te gaan om de medische beeldvormingssector
succesvol(ler) te maken?
Zoals al eerder aangegeven lijkt er geen enkele noodzaak te zijn voor overheidsingrijpen.
De
marktwerking
functioneert
naar
behoren.
De
vraag
naar
medische
beeldvormingsapparatuur zal zeer zeker niet minder worden en het is aan de
producenten om aan deze vraag te voldoen.
De producenten doen er strategisch gezien goed aan om zich te blijven focussen op
kennisontwikkeling om zo de technologische vooruitgang op peil te houden en, vanuit
hun perspectief, de concurrentie voor te blijven.
Intermediaire organisaties moeten ervoor zorgen dat de afstand tussen producent en
gebruikers kort blijft. Dit kan (en gebeurt) door met grote regelmaat symposia te houden
waar de verschillende partijen met elkaar in contact kunnen komen. Het is belangrijk de
complete sociale kaart hierbij te betrekken; dus ook de onderwijs en onderzoekssector.
64
Medische beeldvorming
65
Medische beeldvorming
6 Discussie
Gedurende dit onderzoek is een verkenning uitgevoerd naar diverse medische
beeldvormingsmodaliteiten. Door de verkenning breed te trekken naar meerdere
modaliteiten in een kortlopend onderzoek, kent deze beperkingen qua diepgang. Zo zou
het bijvoorbeeld beter zijn een uitgebreidere database samen te stellen alvorens deze
aan de analyses te onderwerpen. Dit zou de resultaten nog representatiever maken. Ook
zou het interessant zijn te kijken naar bepaalde patronen die zich mogelijkerwijs
voordoen tussen de verschillende functies. Dit gebrek aan diepgang op bepaalde vlakken
geeft ruimte voor vervolgonderzoek.
Verder zijn in dit onderzoek zijn een drietal analyses los van elkaar uitgevoerd. Het is
echter ook interessant om te weten hoe deze verschillende analysemethoden zich tot
elkaar verhouden, en dan in het bijzonder de relatie tussen de complexiteitsanalyse en
de innovatiesysteemanalyse. Om een aanzet te geven voor mogelijk vervolgonderzoek,
zal deze koppeling hieronder kort worden besproken.
Met de complexiteitsanalyse wordt de aard van de innovatie bepaald voor de
verschillende actoren langs de waardeketen. Deze actoren bevinden zich ook in de
sociale kaart. Meer concreet; het zijn met name vraag en aanbod die zich in de
waardeketen bevinden.
Om de koppeling van analyses compleet te maken, is het vervolgens de vraag waar de
systeemfuncties thuishoren in een gecombineerd model. Kijkend naar factoren die van
invloed zijn bij de realisatie van een inventie, komen met name de ondernemersactiviteit
en de kennisontwikkeling (functie 1 en 2) in aanmerking. Een samenspel tussen deze
twee functies bepaalt uiteindelijk het type innovatie. In figuur 19 is dit grafisch
weergegeven.
Financieel klimaat
Randvoorwaarden
Incrementele
Innovatie
Modulaire
Innovatie
Architecturale
Innovatie
Radicale
Innovatie
Intermediairen
Vraag
Onderzoek
Onderwijs
Industrie
Politiek
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
Figuur 19: Koppeling sociale kaart, systeemfuncties en hypercube model
66
Medische beeldvorming
Een laatste punt dat in deze discussie wordt behandeld is een ethisch vraagstuk. Zo is er
tegenwoordig steeds meer discussie over preventief scannen. Deze ontwikkeling brengt
een ethische discussie teweeg.
Ethische vragen rond gezondheid, ziekte en preventie zijn belangrijk omdat gezondheid
niet het enige belangrijke in het leven van de mens is. Zo worden preventieve
interventies meestal gerechtvaardigd door een beroep te doen op de te behalen
gezondheidswinst, maar zijn er naast gezondheid ook andere zwaarwegende individuele
en maatschappelijke waarden en belangen die een rol spelen. Ethiek gaat over het
afwegen van de verschillende waarden en belangen en over hoe zo goed mogelijk tot een
besluit te komen van wat goed is om te doen. De ethische vraag is kort gezegd: wat is
goed preventief handelen? Weegt de gezondheidswinst op tegen de effecten op andere
terreinen? Ook voor een kosteneffectieve interventie zou immers kunnen gelden dat
implementatie niet vanzelfsprekend goed is. Ethiek van preventie gaat uiteindelijk over
de plaats die preventie heeft in ‘het goede leven’, een goede maatschappij en hoe
burgers, professionals en overheden daarnaar moeten streven. (Melse en v/d Berg,
2007)
Wanneer preventieve interventie wordt geboden aan mensen zonder klachten of
hulpvraag, kan de vraag worden gesteld of mensen niet zelf moeten weten hoe ze leven.
Tevens is het zo dat mensen zonder klachten onterecht bezorgt kunnen raken over hun
gezondheid. Moeten mensen niet gewoon zelf weten hoe ze leven, ook als dat
ongezonder is of lijkt? Is het goed om (mogelijk) leed voor weinigen te besparen als dat
zeker gering leed oplevert voor allen, en mogelijke schade door bijwerkingen voor
sommigen? In hoeverre mag je iemand aanzetten tot gezonder leven als de opbrengst
niet zeker of ver weg is? En kunnen en willen mensen hun huidige leven en gezondheid
zo verbinden met de altijd onzekere toekomst? (Melse en v/d Berg, 2007)
Op bovenstaande vragen bestaat geen eenduidig antwoord, maar het zijn absoluut
vraagstukken om eens bij stil te staan alvorens een op het eerste gezicht positieve
ontwikkeling als preventief scannen te omarmen.
67
Medische beeldvorming
Referenties
Literatuur
Afuah, A.N., N. Bahram. 1995. The hypercube of innovation. Research Policy 24, pp 5176.
Armstrong, J.S. 2001. Principles of Forecasting: a Handbook for Researchers and
Practitioners, Kluwer Ac. Publ., Boston.
Bergek, A., S. Jacobsson, M.P. Hekkert. 2006b. Functions in innovation systems: a
framework for analysing energy system dynamics and identifying goals for systembuilding activities by entrepreneurs and policy makers. Paper for the second research
workshop on “Innovation in energy systems”, Oxford.
Buckley, C.J., Michette, A.G. 1993. X-Ray: Science and Technology. Institute of Physics,
London.
Budinger, T.F., P.C. Lauterbur. 1973. Nuclear Magnetic Resonance Technology for Medical
Studies. Science, vol. 226.
Carlsson, B., R. Stankiewicz. 1992. On the nature, function and composition of
technological systems, J. Evol. Econ. 1 (2) 93–118.
Clark K.B., R.M. Henderson. 1990. Architectural Innovation: The Reconfiguration of
Existing Product Technologies and the Failure of Established Firms. Administrative
Science Quarterly, Vol. 35, No. 1, Special Issue: Technology, Organizations, and
Innovation (Mar., 1990), pp. 9-30
Damanpour, F., J.D. Wischnevsky. 2006. Research on innovation in organisation:
Distinguishing innovation-generating from innovation-adopting organisations, Journal of
Engineering and Technology Management 23, pp 269-291.
Diagnostisch Kompas. 1997. Voorlichting over aanvullende diagnostiek. Uitgave van de
Stuurgroep Aanvullende Diagnostiek van de ZiekenfondsRaad. Twee-jaarlijkse editie.
Edquist, C. 1997. Systems of innovation: technologies, institutions, and organizations.
Pinter, Londen.
Freeman, C. 1995. The 'National System of Innovation' in historical perspective. In:
Cambridge Journal of Economics, 19;1, 5.
Geertsma, R.E., Bruijn, A.C.P. de., Hilbers-Modderman, E.S.M., Hollestelle, M.L., Bakker,
G., B Roszek. 2007. New and Emerging Medical Technologies. A horizon scan of
opportunities and risks. RIVM.
Hany, T.F., H.C. Steinert, G.K. von Schulthess. 2005. PET/CT: current state of
the art. Radiology.
Hekkert, M.P., R.A.A. Suurs, H. van Lente, S. Kuhlmann, 2004. Functions of Innovation
Systems, a new approach to analyze socio-technical transformation, paper gepresenteerd
op “Functions of Innovation Systems, an International Workshop”, Juni 2004, Utrecht,
Nederland.
68
Medische beeldvorming
Hekkert, M.P., R.A.A. Suurs, S.O. Negro, S. Kuhlmann, R.E.H.M. Smits. 2007. Functions
of innovation systems: A new approach for analysing technological change. Technological
Forecasting & Social Change.
Horger, M., R. Bares. 2006. The role of single photon emission computed tomography/
computed tomography in benign and malignant bone disease. Semin. Nucl. Med.; 36:
286-294.
Institude for clinical systems improvement (ICSI). 2005. Technology Assessment Report
on PET and SPECT Scans for the Evaluation of Epileptic Patients (#10). Technology
Assessment commitee.
ImPACT. September 2005. 32 to 64 slice CT scanner comparison report version 13,
report 05068.
ImPACT. 2003. Cardiac CT scanning, Special Interest Report, MHRA Evaluation Report
03076, 2003.
ImPACT. 2005. Sixteen slice CT scanner comparison report version 13, report 05067,
september 2005.
ImPACT. 2005. Technology update no. 2: Real time CT and CT fluoroscopy, Version 1.11,
2001.
ImPACT. 2005. Technology update no. 3: Radiation dose issues in multi-slice CT
scanning, Version 1.02, 2005.
ImPACT. 2004. Technology update no. 4: CT issues in PET/CT scanning, 2004.
Institute of Medicine. 1985. Assessing Medical Technologies, National Academic Press,
Washington.
Jacobsson, S. and A. Johnson. 2000. The diffusion of renewable energy technology: an
analytical framework and key issues for research. Energy Policy 28(9): 625-640.
Jacobsson, S., A. Bergek. 2004. Transforming the energy sector: the evolution of
technological systems in renewable energy technology. In: Industrial and Corporate
Change, 13; 5, 815-849.
Kevles, Bettyann Holtzmann. 1996. Naked to the Bone Medical Imaging in the Twentieth
Century. Camden, NJ: Rutgers University Press, pp19-22.
Klein Woolthuis R., M. Lankhuizen en V. Gilsing. 2005. A system failure framework for
innovation policy design. In: Technovation, 25;6.
Kuhlmann, S., en E. Arnold. 2001. RCN in the Norwegian Research and Innovation
System, Background Report No. 12 in the Evaluation of the Research Council of Norway,
Oslo.
Kumar, P.J. en M.L. Clark 1999. Gastroenterology. Clinical Medicine, 4th ed, Harcourt
Publishers, London.
Kumar S, Rajshekher G, Prabhakar S. Positron emission tomography in neurological
diseases. Neurol India 2005;53:149-55.
69
Medische beeldvorming
Lodge, M.A., H. Braess, F. Mahmoud et al. 2005. Developments in nuclear cardiology:
transition from single photon emission computed tomography to positron emission
tomography/computed tomography. J. Invasive Cardiol.; 17: 491-496.
Lundvall, B.- Å. 1992. Introduction: National Systems of Innovation – toward a Theory of
Innovation and Interactive Learning. Pinter, Londen, 1-19.
Meer, J. van der en C.D.A. Stehouwer. 2005. Interne geneeskunde. Dertiende, herziene
druk. Houten.
Meijer, I.S.M., M.P. Hekkert, J. Faber, R.E.H.M. Smits. 2006. Perceived uncertainties
regarding socio-technological transformations: towards a framework, Int. J. Foresight
Innov. Policy 2 (2) 214–240.
Melse, J.M., Berg, M. van den. 2007. Wat zijn ethische aspecten van preventie? In:
Volksgezondheid Toekomst Verkenning, Nationaal Kompas Volksgezondheid. RIVM.
Negro, S.O. 2007. Dynamics of Technological Innovation Systems: The case of biomass
energy. Dissertatie Universiteit Utrecht, Utrecht.
Negro, S.O., M.P. Hekkert en R.E.H.M. Smits. 2007. Explaining the failure of the Dutch
innovation system for biomass digestion. Energy Policy 35; 925-238.
O’Connor M.K., B.J. Kemp. 2006. Single photon emission computed tomography/
computed tomography: basic instrumentation and innovations. Semin. Nucl. Med.; 36:
258-266.
OECD; Organisation for Economic Co-operation and Development. 1997. National
innovation systems. Parijs, Frankrijk.
Patel, P. and K. Pavitt. 1994. The Nature and Economic Importance of National
Innovation Systems. STI Review, No. 14, OECD, Paris.
Persson, A. 2006. Imaging technology of the future. Br. J. Surg. 93: 1182-1184.
Poole, M. S., A. H. van de Ven, K. Dooley and M. E. Holmes. 2000. Organizational
Change and Innovation Processes, theories and methods for research.
Porter, A.L., Ashton W. Bradford, G. Klar, et al. 2004. Technology futures analysis:
toward integration of the field and new methods, Technol. Forecast. Soc. Change 71 (3)
287–303.
Rosenberg, N. 1976. Factors affecting the diffusion of technology, in: N. Rosenberg (Ed.),
Perspectives on Technology, Cambridge University Press, Cambridge.
Postma, T.J.B.M., J.C. Alers, S. Terpstra, A. Zuurbier. 2007. Medical technology decisions
in The Netherlands: How to solve the dilemma of technology foresight versus market
research? Department of Innovation Management and Strategy, Faculty of Economics
and Business, University of Groningen, The Netherlands.
Roszek, B., Jong, W.H. de., Geertsma, R.E. (2005) Nanotechnology for medical
applications: state-of-the-art in materials and devices. RIVM report 265001001, 2005.
RIVM, National Institute for Public Health and the Environment, Bilthoven, The
Netherlands.
70
Medische beeldvorming
Schulthess, G.K. von. 2005. Integrated modality imaging with PET-CT and SPECT-CT: CT
issues. Department of Radiology. Clinic for Nuclear Medicine, University Hospital Zurich,
Switserland.
Schumpeter, J.A. 1934. The theory of economic development: an inquiry into profits,
capital, credit, interest, and the business cycle.
Schuttelaar, W.C.J. 2007. Dynamiek in het Nederlandse Technologiespecifieke
Innovatiesysteem van Gentherapie. Een onderzoek naar de ontwikkeling van gentherapie
in Nederland. Universiteit Utrecht, Den Haag.
Smits, R.E.H.M. 2002. Innovation studies in the 21st century. Questions from a users
perspective. In: Technological Forecasting and Social Change, 69;9, 861-883.
Suurs, R. en
M.P. Hekkert. 2005. Naar een Methode voor het Evalueren van
Transitietrajecten, Functies van Innovatiesystemen toegepast op Biobrandstoffen in
Nederland. Utrecht University, department of Innovation Studies, Utrecht.
Tai, Y.F., Piccini P. Applications of positron emission tomography (PET) in neurology. J
Neurol Neurosurg Psychiatry. 2004; 75:669-76.
Technische Universiteit Eindhoven. 2004. Centrum Stralingsbescherming en Dosimetrie
Stralingsbeschermingdienst. Eindhoven. Nederland.
Tidd, J. 2000. From Knowledge management to strategic Competence: Measuring
technological, market and organizational innovation. Imperial College Press, London.
Tidd, J., Bessant, J., Pavitt, K. 2001. Managing Innovation. Integrating technological,
market and organizational change. Second edition. John Wiley & Sons, LTD. Chichester.
Townsend, D.W., J.P.J. Carney, J.T. Yap, N.C. Hall. 2004. PET/CT today and tomorrow. J.
Nucl. Med.; 45: 4S-14S.
Tushman, M., P. Anderson. 1986. Technological discontinuities and organizational
environments, Adm. Sci. Q. 31 (3). 439–465.
Van de Ven, A. H., D.E. Polley, R. Garud, S. Venkataraman. 1999. The Innovation
Journey. New York: Oxford University Press.
Wamel, van A.J.E.T. 2002. NIBI, Expertise Centrum Biologie. Nederland.
Wolf, I., M. Vetter, I. Wegner, T. Böttger, M. Nolden, M. Schöbinger, M. Hastenteufel, T.
Kunert, H-P. Mainzer. 2005. The Medical Imaging Interaction Toolkit. Deutsches
Krebsforschungszentrum (DKFZ), Div. Medical and Biological Informatics/B010, Im
Neuenheimer Feld 280, D-69120 Heidelberg, Germany.
Woude, A. van der., R.J. de Meijer. 2003. Radioactiviteit. Wetenschappelijke
Bibliotheek deel 77, Natuurwetenschap & Techniek.
Wu, J.H., T.L. Hisa. 2004. Analysis of E-commerce innovation and impact: a hypercube
model, Electronic commerce research and applications 3, pp 389-404.
71
Medische beeldvorming
Websites
Abbing en Meiss (PDF)
http://www.radiologen.nl/files/file/MemoRad/2004/m2004%20ond-06%20cie%20in%20en%20uitstroom.pdf
(laatst bezocht op 3-11-08)
Aloka
http://www.aloka.com/products/systems.asp
(laatst bezocht op 3-11-08)
General Electric
http://www.gehealthcare.com/nlnl/msabout/msabout.html
(laatst bezocht op 3-11-08)
Mayfieldneuro
Mayfieldneuro.com/PE-SPECT.htm
(laatst bezocht op 3-11-08)
Neurochirurgische Centrum Zwolle (NCZ)
http://www.neurochirurgie-zwolle.nl/COM_ctscan.html
(laatst bezocht op 19-08-08)
NIBI, Expertise Centrum Biologie
http://www.kennislink.nl/web/show?id=90529
(laatst bezocht op 20-08-08)
Philips
http://www.healthcare.philips.com/main
(laatst bezocht op 3-11-08)
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM)
http://www.rivm.nl/preventie/hulpmiddelen/
(laatst bezocht op 12-08-08)
http://www.rivm.nl/ims/object_document/o48n1150.html
(laatst bezocht op 14-10-08)
Siemens
http://www.medical.siemens.com
(laatst bezocht op 26-08-08)
Toshiba
http://www.toshiba-medical.eu/en/
(laatst bezocht op 3-11-08)
Tromp
http://tromp.com/
(laatst bezocht op 3-11-08)
72
Medische beeldvorming
73
Medische beeldvorming
Termen en afkortingen
CT
EBCT
ECG
FDA
GE
MBRT
Ministerie van OCW
Ministerie van VWS
MRI
NIS
NVMBR
NVNG
NVvR
PET
RIS
SPECT
TSIS
UMC
Computer Tomografie
Electron Beam Computed Tomography
Elektrocardiogram
Food and Drug Administration
General Electric
Medische Beeldvormende en Radiotherapeutische Technieken
Ministerie van Onderwijs, cultuur en wetenschap
Ministerie van Volksgezondheid, Sport en Welzijn
Magnetische Resonantie Imaging
Nationaal Innovatie Systeem
Nederlandse
Vereniging
Medische
Beeldvorming
en
Radiotherapie
Nederlandse Vereniging voor Nucleaire Geneeskunde
Nederlandse Vereniging voor Radiologie
Positronen Emissie Tomografie
Regionaal Innovatie Systeem
Single Proton Emissie Computer Tomografie
Technologie Specifiek Innovatiesysteem
Universitair Medisch Centrum
Algoritme
Een eindige reeks instructies, meestal voor berekening of
dataverwerking, om vanuit een gegeven begintoestand het
daarbij behorende doel te bereiken.
Aneurysma
Een verwijding in een deel van het vaatstelsel.
Angiografie
Een afbeeldingstechniek in de geneeskunde waarbij
bloedvaten en hartkamers met behulp van contrastvloeistof
worden afgebeeld met röntgenfoto's.
Ångström
Een eenheid van lengte, die gelijk is aan 10-10 meter, 0,1
nanometer of 100 picometer.
Anode
In een elektrisch systeem met twee polen of elektroden
wordt gesproken van anode voor de pool waar elektronen
ingaan.
Akoestische impedantie Is gelijk aan het product van geluidssnelheid en dichtheid
van het betreffende medium. Verschillende weefsels of
organen zijn dus alleen afgrensbaar als ertussen een
overgang in akoestische impedantie bestaat, of als de
dichtheid of aard van de verstrooiende structuren in de
weefsels verschilt.
Bolus
De toediening (bijvoorbeeld injectie) van een geneesmiddel.
Collimeren
Richtingen doen samenvallen.
Colon
Dikke darm.
74
Medische beeldvorming
Competenties
Het vermogen om nieuwe technologie te identificeren of
commercieel te exploiteren. (Hekkert et al, 2004)
Contra-indicaties
Redenen of omstandigheden om een bepaalde behandeling of
geneesmiddel niet toe te passen.
Cyclotron
Een apparaat om bundels van geladen deeltjes te versnellen.
Dit gebeurt door ze onder invloed van een hoogfrequente
wisselspanning tevens door een magneetveld te leiden. Het
potentiaalverschil zorgt voor de versnelling, het magneetveld
voor een cirkelvormige afbuiging van de baan.
ECG-synchronisatie
Synchronisatie met een elektrocardiogram.
Emulsie
Een mengsel dat bestaat uit twee niet mengbare vloeistoffen
die onder normale omstandigheden geen stabiel en
homogeen mengsel vormen.
Endoscopie
Een onderzoek van het inwendige van de mens, om te kijken
wat er aan de hand is, een biopsie te nemen of een operatie
uit te voeren.
Event
Gebeurtenis
Externaliteiten
Niet-bedoelde gevolgen van een beslissing.
Fluoroscopie
Een techniek voor röntgenonderzoek waarbij de patiënt
gedurende langere tijd doorstraald wordt met röntgenstraling
die wordt gedetecteerd met een doorlichtingsscherm, zodat
kan worden bekeken hoe de afgebeelde lichaamsdelen
bewegen of hoe een zich in het beeld bevindende sonde of
katheter zich verplaatst tijdens een operatie.
Fotonen
Een verschijningsvorm van elektromagnetische straling.
Gammacamera
Een detectieapparaat voor gammastralen dat ook de plaats
waar het gammafoton de detector raakt wordt geregistreerd.
Gradiënt
Het verloop (toe- of afname) van een grootheid als functie
van een andere grootheid.
Handheld
Een elektronisch apparaat (een computer) waarvan de
afmetingen zodanig zijn dat het in de hand van de gebruiker
past.
Inductie
Het natuurkundig verschijnsel waarbij over een geleider een
elektrische spanning wordt opgewekt wanneer de geleider
zich bevindt in een veranderend magnetisch veld of wanneer
een geleider beweegt in een magnetisch veld.
Intraveneus
Betekent letterlijk ‘in een ader’.
Invasieve technieken
Technieken waarbij het lichaam wordt binnengedrongen.
75
Medische beeldvorming
In vivo
Een term die wordt gebruikt voor biologische technieken die
in het complete levende lichaam van een organisme worden
uitgevoerd.
Ionisatie
Het proces waarbij een atoom of molecuul uit ongeladen
toestand een elektron kwijt raakt of er bij krijgt; en als
gevolg daarvan verandert in een ion.
Isotoop
Het chemisch element waartoe een atoom behoort wordt
bepaald door het aantal protonen in de kern. Voor een
gegeven aantal protonen kan daarnaast het aantal neutronen
in de kern variëren; er wordt dan gesproken van
verschillende isotopen van hetzelfde element.
Kathode
In een elektrisch systeem met twee polen of elektroden
wordt gesproken van kathode voor de pool waar elektronen
uit komen.
Lumen
Vaatholte
Mammogram
Een afbeelding van de borstklier door middel van
röntgenstraling (van mamma - borst, grafein- schrijven). Een
mammogram wordt o.a. veel gebruikt voor het opsporen van
borstkanker.
Metabolieten
De tussen- of eindproducten die ontstaan nadat een
chemische stof in een biologisch systeem metabolisme heeft
ondergaan.
Metabolieten
zijn
o.a. :
aminozuren,
adenosinetrifosfaat of ATP, glucose, adrenaline, alkaloïden.
Modaliteit
Modaliteit is een ander woord voor "manier, wijze".
Nichemarkt
Een specifiek, afgebakend, bewerkbaar deel van een markt.
vaak ook aangeduid met alleen het woord niche.
Pathologie
Pathologie of ziekteleer bestudeert het ontstaan en verloop
van ziektes.
Perfusie
Het toevoeren van een oplossing, subcutaan, intraveneus of
rectaal.
Pixel
Tweedimensionale
vierkantje.
Radiofarmaca
De gevormde radioactieve tracer wordt in de nucleaire
geneeskunde een radiofarmacon genoemd
Radionuclide
Radioactieve isotoop.
Scintigrafie
Het registreren van radioactieve vervalsprocessen door
middel van een permanent medium, meestal als een
beeldvormende techniek in de geneeskunde.
Scintillatie
Refereert aan bijzonder effecten die ontstaan rond de
afbuiging, reflectie of refractie van licht.
meeteenheid
in
de
vorm
van
een
76
Medische beeldvorming
Spectroscopie
Een samenvattende term voor alle analytische en fysische
chemische technieken die worden gebruikt om atomen en/of
moleculen aan te tonen (kwalitatief of kwantitatief) en die
gebruikmaken
van
elektromagnetische
straling
van
verschillende golflengten.
Superponeren
Het “optellen” van beide beelden.
Synthese
Een samenvoeging van ongelijksoortige zaken zodat er iets
nieuws uit ontstaat.
Systeemfouten
De condities in het systeem, die spontaan zijn geëvolueerd,
of specifiek zijn ontwikkeld door de actoren
Thorax
Borstholte
Tomogram
Een tomogram is een tweedimensionale afbeelding die een
doorsnede weergeeft van een driedimensionaal object.
Trachea en bronchi
Luchtpijp en luchtpijpvertakkingen.
Transducer
Een piëzokristal dat door middel van elektrische spanning
een ultrasonore geluidsgolf (niet hoorbaar met het menselijk
oor) teweegbrengt. Wordt ook wel een sonde, probe of
transducent genoemd.
Vastestoffysica
Verricht onderzoek naar de preparatie en fysische
eigenschappen bij materialen op microscopische schaal.
Workflow
Een term die gebruikt wordt bij computer programmeren en
omvat mens-machine interactie.
77
Medische beeldvorming
Bijlage 1: Technologieën
A.
Röntgentechnieken
Röntgenstraling
De röntgenstraling is vernoemd naar zijn ontdekker, Wilhelm Conrad Röntgen. Per toeval
ontdekte hij op 8 november 1895 een nieuwe vorm van elektromagnetische straling.
Röntgen onderzocht na deze ontdekking meteen het doordringend vermogen van deze
mysterieuze straling door verschillende materialen. Het werd al heel snel duidelijk dat
deze ontdekking grote consequenties zou hebben voor de medische wetenschap.
(Martiniziekenhuis, 2008; van der Woude & Meijer, 2003)
Röntgenstraling kan worden gedefinieerd als fotonen of als golven met een golflengte in
het bereik van 0.05 tot enkele honderden ångströms; korter dan zichtbaar licht.
Röntgenstraling ontstaat als energierijke elektronen plotseling worden afgeremd doordat
ze op materie botsen. De röntgenstralen worden zowel in de radiodiagnostiek als in de
radiotherapie gebruikt. In de diagnostiek worden fotonen met energieën van 20 tot 150
keV gebruikt. Röntgenstralen planten zich voort met de snelheid van het licht. De
intensiteit van de straling rondom de bron is omgekeerd evenredig met het kwadraat van
de afstand tot die bron (de kwadratenwet). Het doordringend vermogen van
röntgenstralen in materie hangt af van de golflengte. Röntgenstraling opgewekt met een
hoger kV-getal heeft een hogere frequentie en een hoger doordringend vermogen. Er is
een wisselwerking tussen de fotonen en de materie. Deze bestaat uit absorptie van de
stralen die gepaard gaat met ionisatie van de materie. De absorptie is evenredig met het
soortelijk gewicht van de materie. Verschillende delen van het lichaam verzwakken de
straling in verschillende mate, met als gevolg dat de intensiteit van de straling achter de
patiënt van punt tot punt verschilt. De intensiteitsverschillen bevatten daardoor
informatie over de inwendige anatomie. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
Verzwakking röntgenstraling
Röntgentechnieken zijn allemaal gebaseerd op het feit dat röntgenstraling wordt
verzakt door weefsel, en dat de mate van verzwakking afhankelijk is van de
chemische samenstelling en de dichtheid. Bij de chemische samenstelling is
eigenlijk alleen het atoomnummer van belang. Calcium (Ca; Z=20) in bot heeft
bijvoorbeeld een hogere verzwakkingscoëfficient dan koolstof (C; Z=6), stikstof
(N, Z=7) en zuurstof (O, Z=8) welke alle drie onderling niet veel verschillen.
Jodium (I, Z=53) en barium (Ba, Z=56) hebben beiden een nog grotere
verzwakkingscoëfficient. Diverse typen week weefsel verschillen weinig in
gemiddelde verzwakkingscoëfficient doordat het gemiddelde atoomnummer en
dichtheid bijna hetzelfde zijn. Röntgenstraling dringt dus vrij gemakkelijk door
weefsels heen en wordt selectief tegengehouden door zwaardere materialen
daarin. Vooral botweefsel is vrijwel ondoorlaatbaar voor röntgenstraling. Dit
maakt de techniek buitengewoon nuttig in de klinische medische beeldvorming.
(Bron: Diagnostisch Kompas, 1997)
Röntgenstraling is ioniserend, dat wil zeggen dat atomen geïoniseerd worden in de
processen die tot verzwakking van de röntgenstraling leiden. Dit gebeurt door de directe
wisselwerking van straling met atomen in het weefsel en (in nog sterkere mate) door
energetische elektronen die door de straling worden vrij gemaakt. Ionisaties leiden onder
andere tot de vorming van agressieve radicalen en het breken van chemische bindingen.
In principe zou dit kunnen leiden tot mutaties in het genoom die op termijn kanker
veroorzaken. (Diagnostisch Kompas, 1997)
78
Medische beeldvorming
Röntgentechnieken
De straling wordt opgewekt in een röntgenbuis (zie figuur B1A1). Tussen de kathode,
waarin één of twee gloeispiralen zijn gemonteerd, en de anode wordt een hoge spanning
(buisspanning) aangelegd. Als de kathode ten gevolge van een gloeistroom op hoge
temperatuur is, komen daaruit elektronen vrij die in een smalle bundel gericht zijn op
een deel van de anode, genaamd focus. De focus is, zolang er elektronen op vallen, een
bron van röntgenstraling. Bij de botsing van de elektronen tegen de focus wordt slechts
een deel van hun bewegingsenergie in röntgenstraling omgezet. De rest komt in de vorm
van warmte vrij. Deze straling wordt als bundel gericht op het lichaam, waarbij de
straling interacties aangaat met de weefsels die in de bundel gelegen zijn. Een omhulsel
van de buis, meestal van lood, verhindert dat straling met een ontoelaatbare intensiteit
in ongewenste richtingen uittreedt. Hieronder is een schematische weergave van een
röntgenbuis weergegeven (Van der Meer en Stehouwer, 2005):
Figuur B1A1: schematische weergave van een röntgenbuis
De patiënt wordt voor een cassette gezet, waarin zich een onbelichte fotografische film
bevindt. Uit een röntgenbuis komt vervolgens een bundel röntgenstraling op de film,
welke afhankelijk van het doorlatend vermogen van het gescande materiaal plaatselijk
meer of minder zwarting zal geven op de film. Beenderen zijn weinig doorlatend voor
straling en blijven daardoor op de film doorschijnend. Luchthoudend longweefsel wordt
donker afgebeeld omdat het veel straling doorlaat. Bloed, vetweefsel, spierweefsel en
organen krijgen een tussenteint. Een orgaan of weefsel dat röntgenstraling niet doorlaat
wordt radio-opaak (ook wel radiopaak) genoemd. Een gebied dat meer straling doorlaat
dan de omgeving wordt hypodens of radiolucent genoemd. In tegenstelling tot gewone
foto's worden röntgenfoto's zelden of nooit afgedrukt; de negatieffilm wordt direct
gebruikt ter beoordeling. (Buckley & Michette, 1993)
79
Medische beeldvorming
Röntgenfoto’s
Het waarnemen of uitsluiten van botbreuken is één van de meest gebruikte
toepassingen van de röntgenologie. Daarnaast is ook de thoraxfoto (foto van de
borstholte) zeer populair; hiermee kunnen vooral longontstekingen, hartfalen
en longtumoren worden opgespoord (zie figuur B1A2). Een foto van de
(onder)buik wordt genomen om onder andere darmobstructies en nierstenen op
te sporen. Omdat de buik voornamelijk uit zachte weefsels bestaat is de waarde
van de röntgenfoto hier vrij beperkt. Zo zijn lang niet alle nierstenen op de foto
zichtbaar en gezwellen meestal helemaal niet, tenzij ze dusdanig groot zijn dat
ze andere weefsels van hun plaats dringen. Wel kan gebruik worden gemaakt
van methoden om het contrast wat te vergroten, zoals het inblazen van lucht
en/of een contraststof in de darm, of door een contraststof te geven die in de
nieren wordt uitgescheiden om een afbeelding van het verzamelsysteem van de
urine te krijgen. (Kevles, 1996)
Figuur B1A2: Röntgenfoto’s van handen en thorax
Bij röntgenonderzoek gebruikt men in alle gevallen een zo goed mogelijk puntvormig
gemaakte röntgenbron om scherpe beelden te kunnen krijgen. Van de straling die van
deze bron uitgaat wordt de transmissie door de patiënt geregistreerd en verwerkt. Alleen
in registratie en aansluitende verwerking verschillen de diverse röntgentechnieken.
(Diagnostisch Kompas, 1997)
80
Medische beeldvorming
Röntgenbeeldvorming met filmschermcassette
De röntgenstraling die door de patiënt gaat, wordt in een speciale cassette in een
fluorescerend scherm geabsorbeerd en omgezet in zichtbaar licht. Dit licht belicht een
film, die na ontwikkeling de alom bekende röntgenfoto oplevert. De cassette bestaat in
de regel uit tweeschermen met daartussen een film met dubbelzijdige emulsie; dit om de
gevoeligheid te vergroten en tevens de stralingsdosis te beperken. (Diagnostisch
Kompas, 1997)
Het voordeel is dat het een eenvoudige techniek betreft met een goede spatiële resolutie
(ongeveer 51 pixels/mm). Het nadeel is echter dat, door de marginale verschillen in
dichtheid en gemiddeld atoomnummer, week weefsel een beperkt contractoplossend
vermogen heeft. Deze kleine verschillen gaan al snel verloren in de beeldruis.
Tevens is het zo dat alles wat zich tussen röntgenbuis en film bevindt, over elkaar heen
wordt afgebeeld, hetgeen zelfs de onderscheidbaarheid van contrastrijke details
verslechterd (in vaktermen superpositie genoemd).
In een aantal gevallen kan het beperkte aanvankelijke contrast vergroot worden door
gebruik te maken van een contrastmiddel. Binnen de vasculaire diagnostiek en
interventie gebruikt men vaak jodiumverbindingen. Voor het maag-darmstelsel wordt
BaSO4 gebruikt, vaak in combinatie met lucht voor zogenaamd dubbelcontrastonderzoek.
(Diagnostisch Kompas, 1997)
Röntgenbeeldvorming met fosforplaat
Deze techniek, doorgaans aangeduid met ‘computed radiography’ (CR), is in grote lijnen
vergelijkbaar met de filmscherm gebaseerde methode: alleen de beeldreceptor en de
uitlezing van de receptor verschillen.
Het woord ‘fosfor’ komt van fosforescentie, het verschijnsel dat geabsorbeerde energie
niet direct (zoals bij luminescentie), maar pas later weer in de vorm van licht wordt
afgegeven. De fosforplaat kan enkele duizenden keren worden gebruikt. Vóór hergebruik
is enkel blootstelling aan een felle lichtbron nodig.
Technologisch principe
De röntgenstraling die uit de patiënt treedt, ‘belicht’ een met europium (Eu)
gedoteerde laag BaFBr3, waardoor een beeld in die laag wordt gevormd. Dit
beeld bestaat uit elektronen in betrekkelijk stabiele toestand, met een hoge
energie (de elektronen zitten in zogenaamde ‘traps’). Dit beeld wordt gescand
met een fijne bundel van een infrarood laser: het infrarode licht maakt de
elektronen in de traps vrij, waarna de elektronen hun energie afgeven in de
vorm van violet licht dat goed gescheiden van het infrarode laserlicht gemeten
kan worden. De intensiteit van het violette licht is een maat voor de ter plaatse
gedetecteerde hoeveelheid röntgenstraling. Het lichtsignaal wordt door een
zogenaamde analoog-digitaalconverter gedigitaliseerd, waardoor een digitaal
beeld wordt verkregen in plaats van een analoog beeld zoals bij het
filmschermsysteem. (Bron: Diagnostisch Kompas, 1997)
Karakteristieken:
• De gebruikte cassettes zijn qua vorm en afmeting identiek aan die van de
film/schermcombinaties. Er is dus geen ombouw van apparatuur nodig.
• De beeldplaat heeft een veel groter belichtingsbereik wat resulteert in minder
onbruikbare opnames.
3
Barium Fluor Bromide
81
Medische beeldvorming
•
•
•
Het digitale beeld maakt elektronische beeldaanpassing of –verwerking mogelijk.
Ook digitale opslag en beschikbaarheid op meerdere locaties tegelijkertijd is
mogelijk.
De spatiële resolutie is bijna gelijk aan die van film. Om echter het spatieel en
contrastoplossend vermogen volledig tot zijn recht te laten komen zijn echter
grotere beeldmatrices nodig: minimaal 2048 x 2048, met minimaal 1024
grijswaarden.
Het contrastoplossend vermogen is hetzelfde als van film, de benodigde
stralingsdosis is gelijk of iets lager.
Röntgenbeeldvorming met een röntgenbeeldversterker
Een röntgenbeeldversterker maakt het mogelijk om live of in realtime röntgenbeelden te
bekijken. Systemen met een röntgenversterker vormen in feite een grote familie,
bestaande uit zowel relatief eenvoudige systemen als zeer geavanceerde apparaten voor
algemene en cardiovasculaire toepassingen. Tegenwoordig zijn alle nieuwe systemen
digitaal en hebben mogelijkheden voor digitale beeldoptimalisatie en beeldopslag.
Technologisch principe
Het betreft een grote geëvacueerde trommel met aan één zijde een
intreevenster waarachter zich een dunne laag van scintillatiemateriaal CsI
bevindt. Dit CsI absorbeert een groot deel van de door de patiënt gepasseerde
röntgenstraling en zet dit om in zichtbaar licht. Direct op de laag CsI bevindt
zich een fotokathode waarin het in het scintillatiemateriaal opgewekte licht
elektronen vrijmaakt. De elektronen worden door een elektrostatisch
lenzenstelsel achter de fotokathode versneld en afgebeeld op een eveneens
scintellerend uittree-venster. Door versnelling van de elektronen kan een
voldoende helder uitgangsbeeld worden verkregen, dat door een videosysteem
kan worden opgenomen. Hoewel een analoog videosignaal direct op een
monitor zichtbaar kan worden gemaakt, wordt ook dit tegenwoordig vrijwel
altijd eerst gedigitaliseerd, zodat ook tijdens doorlichten al geavanceerde
beeldoptimalisatie mogelijk is. (Diagnostisch Kompas, 1997)
Naast doorlichting bieden de systemen ook de mogelijkheid om losse opnames van hoge
kwaliteit te maken, net als met de filmscherm- en fosfaattechniek. Hiertoe moet de dosis
per beeld weliswaar aanzienlijk groter worden gekozen dan voor een doorlichtbeeldje.
Deze digitale beelden kunnen uiteraard weer via een netwerk worden verspreid of
opgeslagen, maar ze kunnen ook worden afgedrukt op film.
De toepassing bepaalt de benodigde kwaliteiten van het systeem, zoals het benodigde
vermogen van het röntgensysteem, de kwaliteit en de snelheid van het
beeldacquisitiesysteem, de kracht van de hostcomputer en het aantal en de aard van de
opties. Enkele belangrijke opties (Diagnostisch Kompas, 1997):
• Digitale Substractie Angiografie (DSA); bij deze techniek wordt vóór het toedienen
van contrast een referentieopname gemaakt. Daarna wordt contrastmiddel
intraveneus of intra-arterieel in het vasculaire systeem gebracht en worden
opnames gemaakt terwijl de contrastmiddelbolus passeert. Door beelden met
contrast af te trekken van het referentiebeeld worden opnames verkregen waaruit
in principe alles is verdwenen behalve het contrastmiddel in het lumen van het
vaatstelsel. Zo kunnen zeer contrastrijke beelden worden verkregen waarop
vaatafwijkingen, zoals een aneurysma, goed kan worden gediagnosticeerd.
• Roadmapping; een kleine bolus contrastmiddel wordt gebruikt om een te
katheteren vaatboom zichtbaar te maken. Dit beeld wordt vervolgens door de
radioloog gebruikt om voortdurend te kunnen zien waar zijn katheter zich bevindt.
82
Medische beeldvorming
•
Bolustracking; is een optie ten behoeve van perifere angiografie. Hierbij wordt een
contrastmiddelbolus door de onderste extremiteiten gevolgd, waarna door digitale
synthese een afbeelding van het hele vaatstelsel in bekken en benen wordt
samengesteld.
Computer Tomografie
Computer Tomografie wordt in het medisch jargon vaak afgekort tot CAT of CT-scan. Het
is een diagnostische procedure die gebruik maakt van de eerder besproken
röntgenstraling; een methode die het mogelijk maakt om (beter) onderscheid te maken
tussen de weke delen. Immers, hoewel lang niet zo sterk als botweefsel, ook de weke
delen absorberen röntgenstralen. In 1963 heeft de Engelse ingenieur Hounsfield de
methode bedacht om met de computer de kleine verschillen in absorptie te versterken,
waardoor de weke delen nu wel zichtbaar kunnen worden gemaakt. Op deze CT-scan
blijven botstructuren als op gewone röntgenfoto's heel goed te zien, maar daarnaast zijn
de omgevende weke delen ook enigszins zichtbaar. (NCZ, 2008)
Technologisch principe
De röntgenstraling wordt bij de buis gediafragmeerd tot een waaiervormige
bundel, met een instelbare dikte tussen 1-10 mm, waarbij de bundel in het
waaiervlak een dusdanige hoek bevat dat zelfs een dikke patiënt geheel in de
waaier past. Achter de patiënt, voor de röntgenbuis, bevindt zich in het
waaiervlak een groot aantal kleine detectoren die elk de transmissie door een
klein gebied (blokje weefsel; ook wel voxel genoemd) van de patiënt meten.
Buis en detectorboog zijn gekoppeld en draaien samen om de patiënt, terwijl
gedurende deze draaiing de transmissie wordt gemeten. Zo wordt een zeer
groot aantal transmissiewaarden verkregen, waaruit een dwarsdoorsnede kan
worden gereconstrueerd met een methode die wordt aangeduid met ‘filtered
backprojection’4. (Diagnostisch Kompas, 1997)
Voor het onderzoek ligt de patiënt stil op een tafel. De machine draait rond de patiënt, en
ook de tafel wordt bewogen, zodat de doorlaatbaarheid van het lichaam voor
röntgenstraling vanuit zeer veel hoeken wordt gemeten en er zo een dwarsdoorsnede
van de patent wordt gemaakt (NCZ, 2008).
Deze methode biedt belangrijke voordelen en nieuwe mogelijkheden:
• In één periode van ademinhouden kan een groot gebied worden gescand;
• In één onderzoek kan de arteriële en portale fase van contrastmiddelpassage
worden vastgelegd met slechts één boluscontrastmiddel.
• CT-angiografie wordt mogelijk. Deze 3D-angiogrammen kunnen bovendien op
zeer fraaie wijze worden gevisualiseerd.
Deze methode stelt zeer hoge eisen aan de belastbaarheid van de röntgenbuis. Ook is
een zeer snelle beeldreconstructor nodig om de beelden in een acceptabel tempo
beschikbaar te maken. (Diagnostisch Kompas, 1997)
De nieuwste ontwikkeling is dat de detectoren op verschillende parallelle rijen worden
opgesteld en dat het aantal rijen sterk is toegenomen. Was er in 2001 sprake van een
4
Tegenwoordig wordt veelal gebruik gemaakt van ‘volume’ of ‘spiraal’ scans. Bij deze techniek
verschuift de patiënt langzaam door het roterende scanveld. Hierbij wordt in één keer een zeer
grote set meetdata verzameld over een groot gebied, waarna door interpolatie weer
dwarsdoorsneden kunnen worden berekend.
83
Medische beeldvorming
multidetectorscan met vier detectorrijen, nu zijn toestellen beschikbaar die tijdens één
rotatie van de buis 16-64 simultane coupes kunnen vervaardigen. De rotatietijd van de
buis is verder gereduceerd tot 0,42 seconden. Deze stormachtige ontwikkeling biedt
nieuwe mogelijkheden voor het onderzoek van hart- en bloedvaten en ook van de
perfusie van verscheidene organen. Zo kan de gehele thorax worden onderzocht met 1
mm dikke coupes in een adempauze. Dit betekent onder meer dat bij gebruik van
intraveneus toegediend contrast alle scans tijdens de piekconcentratie van het contrast
worden gemaakt en dus optimale aankleuring kan geven van vaatstructuren of organen
die zich met contrast aankleuren. Dit maakt hoogwaardige CT-angiografie mogelijk. De
snelle scantijd gecombineerd met ECG-synchronisatie, opent nieuwe mogelijkheden voor
het afbeelden van de coronaire vaten en voor het kwantificeren van kalkafzettingen in de
bloedvaten. Tevens is het mogelijk grote gebieden van de longen of de
bovenbuikorganen in een adempauze te scannen, waardoor een coherent volume van het
lichaam zonder bewegingsartefacten wordt afgebeeld. Door toepassing van recent
ontwikkelde reconstructiealgoritmen kan het lumen van holle organen, zoals het met
lucht gevulde colon of de trachea en bronchi, worden afgebeeld als virtuele endoscopie.
(Van der Meer en Stehouwer, 2005)
De beelden zijn vrij van de eerder genoemde hinderlijke superpositie waarmee de
beelden van conventionele röntgentechnieken te maken hebben. De contrastresolutie is
aanzienlijk
beter
dan
die
van
conventionele
technieken:
verschillen
in
verzwakkingscoëfficiënt van ongeveer 0,3% kunnen nog zichtbaar worden gemaakt.
Contrastresolutie hangt weer nauw samen met de ruis. De ruis kan onder meer worden
verlaagd door gebruik van een hogere stralingsdosis of middels een dikkere snede
waardoor ook meer straling wordt gemeten (Diagnostisch Kompas, 1997). In de praktijk
moet altijd een compromis worden gezocht tussen beide vormen van resolutie, de
stralingsbelasting en de onderzoekstijd.
Met ademinstructie kunnen de meeste bewegingsartefacten in de borstkas en buikholte
toch redelijk goed worden voorkomen. Hoewel de contrastresolutie in CT heel behoorlijk
is, is ze vaak toch niet toereikend voor verschillende types week weefsel. Als remedie
kan soms, net als de conventionele röntgendiagnostiek, gebruik worden gemaakt van
een contrastmiddel. (Diagnostisch Kompas, 1997)
CT kan verder ook een grote bijdrage leveren aan de ondersteuning van andere
beeldvormende technieken. Deze toepassingen als PET/CT en SPECT/CT zullen bij die
betreffende technologieën worden toegelicht.
Toekomstperspectief
Momenteel wordt op verschillende terreinen gewerkt aan de verdere ontwikkeling van de
CT-technologie. Zo wordt er bijvoorbeeld gewerkt aan verdere versnelling van de scans.
Een simpele berekening laat zien dat de G-krachten met kortere rotatietijden sterk
toenemen tot meer dan 22G voor 0,3 seconden. In dit krachtenveld wordt het bijzonder
moeilijk om het systeem mechanisch stabiel te houden. Het is dus onwaarschijnlijk dat
CT-scanners met de huidige configuratie heel veel sneller zullen worden. Electron Beam
Computed Tomography (EBCT) is een al bestaand sneller systeem waarmee scantijden
van minder dan 0,1 seconden gerealiseerd worden. Wellicht dat dit een inspiratiebron
kan zijn. (Bijwaard en Stoop, 2006)
Een andere hindernis voor CT-innovatie vormen de huidige detectoren. Om de
signaalruisverhouding niet te laag te laten worden kunnen de detectoren eigenlijk niet
kleiner worden (of de buisstroom en dus de dosis zouden moeten toenemen). Een
alternatief voor de huidige detectoren zijn wellicht de fotontellers. Johns et al. (2002)
behandelen fotontellers voor CT: gasgevulde detectoren (xenon+methaan) kunnen
individuele fotonen tellen (betere signaalruisverhouding) en hun energie bepalen (voor
zogenaamde “single exposure dual energy” CT zonder spectrale artefacten). Ze
84
Medische beeldvorming
beschrijven tests van prototypes, maar het systeem bevindt zich nog in een
experimenteel stadium. Siemens, Philips en GE werken aan flat panel detectoren, maar
het is onduidelijk of en wanneer die in een commercieel product verwerkt zullen worden
(probleem is nog dat het uitlezen te traag gaat). Het voordeel van grotere flat panel
detectoren is dat in principe organen in een enkele rotatie gescand zouden kunnen
worden. Het experimentele systeem van Siemens geeft 768 slices van 0,2 mm (15,36
cm). Het probleem is nog de verwerking van de gigantische hoeveelheid data (tot 1,5 Gb
per rotatie) tot beelden in een acceptabele tijdsduur en het snel uitlezen van de flat panel
(rotatietijd groter dan 20 s). Daarnaast geven de flat panels nog een slechte laagcontrastresolutie. (Bijwaard en Stoop, 2006)
Er wordt ook gewerkt aan geavanceerde reconstructiealgoritmen. Nu wordt gebruik
gemaakt van Filtered BackProjection (FBP), maar er bestaan betere iteratieve algoritmen
die echter meer rekentijd vereisen. Daar komt bij dat naarmate meer simultane coupes
genomen worden, het cone-beam effect verergert. Om dat op te lossen zijn echte
driedimensionale reconstructiealgoritmen nodig (ImPACT). Inmiddels wordt er hard
gewerkt aan de opvolger van de 64-slice scanner. Toshiba is bezig met een 256-slice
(256x0,5 mm) vierdimensionale scanner. (Bijwaard en Stoop, 2006)
85
Medische beeldvorming
B.
Magnetische resonantie
De afkorting MRI staat voor ‘Magnetic Resonance Imaging’ (magnetische
resonantiebeeldvorming). De magnetische resonantie is de meest recente uitbreiding van
de diagnostische beeldvormende technieken. MRI is een relatief jonge techniek5 met
unieke eigenschappen als het gaat om contrastresolutie in weke weefsels. MRI heeft in
haar korte bestaan een snelle ontwikkeling doorgemaakt die nog steeds voortduurt. Het
heeft reeds een onvervangbare plaats ingenomen in de hedendaagse medische
diagnostiek, maar haar uiteindelijke omvang en mogelijkheden zijn op dit moment nog
steeds niet aan te geven. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
MRI geeft, net als CT, afbeeldingen in tomografische mode, dat wil zeggen coupes door
het lichaam die als een digitale matrix worden weergegeven. De spatiële resolutie in het
vlak van de coupe is aangegeven door de grootte van de pixels, dus van de matrix,
terwijl de axiale resolutie is aangegeven door de dikte van de coupes. Als men de
beelden van een MRI en een CT scan van een zelfde anatomisch gebied, gemaakt in
hetzelfde vlak bij dezelfde persoon, naast elkaar bekijkt, lijken de beelden sterk op
elkaar. Deze gelijkenis heeft echter niets te maken met de technieken; deze zijn totaal
verschillend. Het CT-beeld berust op een computerberekening van absorptie door
röntgenstralen; het MRI-beeld op signalen uitgezonden door protonen. In vergelijking
met computertomografie, die gebaseerd is op een enkele parameter, namelijk de
absorptie van röntgenstralen, is MRI een veel complexere methode die gebruik maakt
van verschillende parameters van het lichaam en van de apparatuurinstelling.
Een MRI-toestel bestaat uit een grote superconductieve magneet die in een
supergekoelde staat wordt gehouden. In de magneet bevindt zich een tunnel waarin een
patiënt op een mobiel tafelblad wordt geschoven. In de holle cilindrische magneet
bevinden zich, met vloeibaar helium gekoelde, supergeleidende spoelen welke een
magneetveld opwekken. Hierdoor zijn de apparaatkosten nog erg hoog. Recente
vooruitgang in de vastestoffysica heeft echter materialen opgeleverd die bij hogere
temperaturen dan van vloeibaar helium ook supergeleiding vertonen. Deze kunnen
gekoeld worden met het veel beter hanteerbare, en dus veel goedkopere, vloeibare
stikstof.
Voor het gebruik in de beeldvorming dient er een koppeling te worden gemaakt tussen
een bepaald punt in de patiënt en het van dat punt afkomstige signaal. In een MRIscanner wordt deze positiecodering gerealiseerd door zogenaamde gradiëntspoelen
Hiervan zijn er drie: één voor een gradiënt in de x-richting, één voor de y- en één voor
de z-richting. Door een slimme combinatie van gradiënten, en een daarop afgestemde
Fourier-beeldreconstructietechniek, kan men uit de gelijktijdig van een heel vlak (2D)
verzamelde signalen een snede reconstrueren. Het is zelfs mogelijk dit voor een heel
volume te doen, waarbij in één keer een hele set aansluitende snedes wordt verkregen
(Diagnostisch Kompas, 1997).
5
MRI wordt klinisch toegepast sinds 1980, hoewel de fysische basis van de methode bekend is
sinds 1946.
86
Medische beeldvorming
Technologisch principe
De beelden komen tot stand met signalen die afkomstig zijn van protonen,
ofwel waterstofkernen, die in het menselijk lichaam rijkelijk aanwezig zijn in
water en vet. De signaalsterkte is vooral afhankelijk van een drietal
weefselafhankelijke parameters: de protonconcentratie en twee relaxatietijden,
aangeduid met T1 en T2. Daarnaast wordt het signaal beïnvloed door een groot
aantal scannerafhankelijke parameters, waarvan de veldsterkte van de magneet
waarin de patiënt ligt er één is.
Het proton heeft een kernspin en een magnetisch moment: het is dus een
deeltje dat tolt en dat zich gedraagt als een magneetje. In een extern
magneetveld, bij MRI meestal met een sterkte tussen enkele tienden van een
Tesla (T) en 1,5 T, zal een klein deel van de protonen zich richten. Ondanks het
feit dat de protonen zich in een zeer sterk magneetveld bevinden is de effectief
gerichte fractie heel klein door de sterke warmtebeweging van de protonen:
deze fractie is slechts 3,5 x 10-6 bij een veldsterkte van 1 T. De verzameling
gerichte protonen, die zal worden aangeduid met magnetisatie, wordt gebruikt
voor de beeldvorming.
Met een geschikte puls elektromagnetische straling kan energie aan de
gemagnetiseerde protonen worden toegevoerd. Hierdoor gaan deze van de
laagste energietoestand, waarbij hun spins parallel staan aan het externe
magneetveld, worden gedraaid naar een toestand van hogere energie waarbij
de spins onder een hoek met het veld komen te staan. Bij de spin-echotechniek
is deze 90˚, bij de gradiënt-echotechnieken ergens tussen de 0˚ en 90˚. De
hoek kan worden ingesteld met de hoek en de sterkte van de
elektromagnetische puls. Omdat de frequentie van deze puls in het gebied ligt
van de radiogolven, wordt ook wel gesproken van een radiofrequente (rf) puls.
Om werkzaam te zijn moet de rf-puls een nauwkeurig bepaalde frequentie (de
zogenaamde Lamor-frequentie) hebben die afhangt van de sterkte van het
magneetveld.
De combinatie van spin en magnetisch moment van het proton maakt dat de
over een hoek gedraaide magnetisatie als geheel om de hoofdas van het
externe magneetveld gaat draaien: alle individuele protonspins voelen een
koppel en gaan een draaibeweging uitvoeren die processie heet. Deze
processiebeweging van de magnetisatie kan met een opneemspoel door
magnetische inductie worden waargenomen. De frequentie waarmee deze
processie plaatsvindt, is de eerder genoemde Lamor-frequentie.
Het inductiesignaal in de magneetspoel blijft niet bestaan, maar verdwijnt
langzaam door twee effecten. Enerzijds keren de spins langzaam terug naar
hun oorspronkelijke richting evenwijdig aan het veld en anderzijds raken de
individuele spins die samen magnetisatie vormden uit-fase. Als weefsels
verschillen in bijvoorbeeld T1 en T2 zal dit worden weerspiegeld in het verloop
van de sterkte van de signalen in de tijd. Het verschil in signaalsterkte is de
basis voor het beeldcontrast. (Bron: Diagnostisch Kompas, 1997)
87
Medische beeldvorming
Voor en nadelen
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
De spatiële resolutie is bij de meest gebruikte protocollen iets slechter dan bij CT.
Als regel is er echte geen instrumentele beperking zoals bij CT, en als lange
meettijden acceptabel zijn en er geen beweging is te vrezen, kan de resolutie
altijd worden verbeterd.
In tegenstelling tot CT, waar alleen min of meer transversale snedes mogelijk zijn,
kan bij MRI het scanvlak willekeurig worden gekozen. Bij CT kan men de data wel
reformatteren, maar de kwaliteit van de beelden wordt meestal slecht door de
relatief grote snede diktes.
De contrastresolutie hangt af van de verdeling in het weefsel van de drie eerder
genoemde parameters: de protondichtheid, T1 en T2, en voorts van de manier
waarop de scanner verschillen in deze drie parameters tot uiting brengt.
Een compleet MRI-onderzoek bestaat meestal uit verschillende meetsessies. De
duur van een serie kan variëren tot een fractie van een seconde tot enkele
tientallen minuten.
Bij veel onderzoeken bestaat de kans dat de beeldkwaliteit slechter wordt door
beweging van de patiënt.
Een MRI-onderzoek is veelal luidruchtig. De oorzaak hiervan ligt in de aansturing
van de gradiëntspoelen die zich in het sterke veld van de hoofdmagneet bevinden.
Met MRI kan ook stroming worden gevisualiseerd. Hierdoor is MR-angiografie
mogelijk. Dit kan in principe zonder contrastmiddel. Twee methodes worden
hiervoor gebruikt: de ‘in-flow’ en de ‘phase-contrast’ techniek. Toch worden ook
wel speciale MR-contrastmiddelen gebruikt voor MR-angiografie.
Met MRI kan ook op niet invasieve wijze kwantitatief flow-in (niet te kleine)
bloedvaten worden gemeten. Dit kan bijvoorbeeld (quasi-)dynamisch door
gedurende een groot aantal hartcycli op een aantal vaste tijdstippen in de
hartcyclus metingen uit te voeren. Één hartcyclus is in de regel te kort om een
acceptabel beeld te verkrijgen.
Met een speciale optie op een MRI-scanner kan men in-vivo MR-spectroscopie
bedrijven, dat wil zeggen dat met op niet invasieve wijze de lokale concentratie
van een aantal metabolieten kan beschrijven.
De betrekkelijk nauwe tunnel kan bij de patiënt wel gevoelens van claustrofobie
opwekken, hetgeen het MRI onderzoek onmogelijk kan maken.
Voor zover bekend zijn er geen schadelijke effecten voor de patiënt aan MRIonderzoek verbonden. Bij het MRI-onderzoek dienen echter wel alle in het lichaam
aanwezige metaalbevattende objecten te worden gemeld, maar er zijn er gelukkig
maar enkelen die een echte contra-indicatie vormen.
(Bron: Diagnostisch Kompas, 1997)
Toekomstperspectief
De toekomst van MRI lijkt enkel te zijn gebonden aan onze fantasie. Met een brede
klinische toepassing van minder dan 20 jaar, vergeleken bij 100 jaar voor
röntgentechnieken, staat de technologie verhoudingsgewijs nog in haar kinderschoenen.
Zo zijn er momenteel nog diverse interessante ontwikkelingen gaande en zal hier in de
toekomst ongetwijfeld nog veel aan toe worden gevoegd.
Momenteel worden zeer kleine scanners ontwikkeld voor het in beeld brengen van
specifieke lichaamsdelen. Zo zijn er al sommige werkgebieden waarin je simpelweg je
arm, knie of voet in de machine kunt plaatsen.
Daarnaast verbeteren onze middelen om het vaatsysteem te visualiseren verbeteren
continu. Een voorbeeld van deze vooruitgang is functional brain mapping (het scannen
van de hersenen van een patiënt terwijl deze een fysieke taak vervult zoals het knijpen
in een bal of kijken naar een plaatje). Functional brain mapping helpt onderzoekers beter
te begrijpen hoe de hersenen werken.
88
Medische beeldvorming
Andere ontwikkelingen zijn onderzoek naar het ventilatiemechanisme van de longen door
gebruik te maken van gehyperpolariseerd helium-3 gas en de ontwikkeling van nieuwe,
verbeterde manieren om beroertes in hun beginstadium te visualiseren.
Het voorspellen van de toekomst voor MRI is speculatief, maar één ding is zeker: de
patiënt heeft er veel baat bij. (Gould, 2008)
89
Medische beeldvorming
C.
Geluidsgolven
Echografie
Echografie, ook wel echoscopie genoemd, is een techniek die gebruik maakt van
geluidsgolven die zich door het lichaam verplaatsen en op grensvlakken tussen zachte en
hardere structuren reflecteren.
Bij echografie wordt gebruik gemaakt van hoog frequente geluidsgolven die voor het
menselijk gehoor niet waarneembaar zijn; dit wordt ook wel ultrageluid genoemd. Het
geluid dat voor medische echografie wordt gebruikt heeft een frequentie van 2 tot 15
MHz. (Van der Meer en Stehouwer, 2005). Echografie met een bruikbare beeldkwaliteit is
mogelijk dankzij het feit dat weefsel nog redelijk transparant is voor deze
ultrageluidsgolven (Diagnostisch Kompas, 1997). Voor de beeldvorming worden signalen
gebruikt die afkomstig zijn van reflectie of verstrooiing die optreedt aan overgangen
tussen weefsels met verschillende akoestische impedantie.
Technologisch principe
Ultrageluidsgolven worden opgewekt met piëzo-elektrische kristallen. Dit zijn
kristallen die onder invloed van een elektrische spanning, mechanisch
vervormen. Met een wisselspanning kan men dus mechanische trillingen
opwekken. Anderzijds geeft een piëzo-elektrisch kristal een spanning af als het
van buitenaf wordt vervormd. Dit maakt het mogelijk om een transducer zowel
als zender als ontvanger te gebruiken. In de standaard toegepaste wijze van
ultrageluidonderzoek, de ‘Brightsness’ of B-mode, wordt een korte
ultrageluidpuls door een transducer uitgezonden. Deze transducer maakt
indirect contact met de huid doordat er gel wordt gebruikt tussen de transducer
en de huid. Deze gel zorgt ervoor dat de golven van het ultrageluid goed
overgebracht worden van en naar het lichaam. Ultrageluid kan zich namelijk
niet verplaatsen door lucht (Wamel, 2002; NIBI, 2002). Dezelfde transducer
registreert vervolgens de terugkomende signalen (reflecties). Het tijdsverschil
tussen zenden en ontvangen kan eenvoudig, met de geluidssnelheid, worden
omgerekend naar de diepte. Zo wordt een intensiteitprofiel van reflecties
verkregen langs een meetlijn. Door in een groot aantal richtingen in één vlak te
scannen verkrijgt men een 2D-beeld. Het is dus een tomografische techniek
waarmee in principe in alle richtingen doorsneden kunnen worden afgebeeld.
Real-time beelden van acceptabele kwaliteit worden hierdoor mogelijk
(Diagnostisch Kompas, 1997).
Vooral op het gebied van digitale bewerking van deze signalen, zijn de laatste
decennia grote vorderingen geboekt; van lineaire afbeeldingen van een enkele
geluidsgolf (B-Mode of brightness mode) tot 2-, 3- of zelfs 4-dimensionale
beelden. (Wamel, 2002; NIBI, 2002)
Geluidsgolven worden vrijwel volledig gereflecteerd aan overgangen met heel grote
verschillen in akoestische impedantie. Het gevolg is dat structuren in en achter bot niet
kunnen worden waargenomen. Ook structuren in en achter longweefsel zijn niet te zien.
Vet heeft een betrekkelijk sterk verstrooiend effect op ultrageluidsgolven, met als gevolg
dat de beeldkwaliteit bij dikke patiënten veelal slecht is. De spatiële resolutie in
ultrageluidsbeelden hangt af van de frequentie van het ultrageluid en is in axiale en
laterale richting verschillend, en hangt voorts af van de diepte. Hoe hoger de frequentie
hoe beter de spatiële resolutie, maar aangezien de verzwakking ook toeneemt met de
frequentie zal er voor elke toepassing een compromis moeten worden gevonden tussen
afbeeldbare diepte en resolutie.
90
Medische beeldvorming
Anders dan bij de overige beeldvormende technieken vraagt echografie een grote
geoefendheid voor degene die het onderzoek uitvoert. De beeldkwaliteit wordt
ondermeer in sterke mate bepaald door een optimale, niet vooraf in te stellen
protocolleren stand van de transducer. De diagnose wordt tijdens het onderzoek gesteld,
niet achteraf aan de hand van de (enkele gedocumenteerde) opnames die tijdens het
onderzoek worden gemaakt. De beeldkwaliteit is doorgaans niet bijzonder goed, maar
desondanks heeft echografie een aantal zeer waardevolle toepassingen. Een belangrijk
voordeel is ook dat echografie relatief goedkoop is. Hieronder zijn voorbeelden van het
echoapparaat en een echo afgebeeld.
Figuur B1C1: Echomachine en echo (Coppens & Lubbers, 2008)
Met ultragolven is het ook mogelijk de snelheid van stromend bloed te kwantificeren door
gebruik te maken van het Dopplereffect. Met de ‘color Doppler’-techniek kan op een
gewoon echobeeld stroming (of beweging) in kleur worden gesuperponeerd. Dit is handig
voor oriëntatie, bijvoorbeeld voorafgaand aan meer gedetailleerde flowmetingen met de
‘pulsed wave Doppler’-techniek. Ook kan er gebruik worden gemaakt van de
intraluminale echograaf; een klein toestel dat gewoonlijk aan het einde van een kijkbuis
(endoscoop) wordt gemonteerd en in een hol orgaan (lumen) zoals een bloedvat of de
darm wordt gebracht om dat orgaan te onderzoeken. (Kumar en Clark, 1999)
Voor zover bekend hebben de geluidsgolven bij de vermogens die in de diagnostiek
worden gebruikt geen nadelige effecten op de patiënt. Het onderzoek is pijnloos en
ongevaarlijk. Van de geluidsgolven voel je helemaal niets omdat een mens geen
ultrageluid sensoren bezit. Ook zijn er geen contra-indicaties.
Toekomstperspectief
Net als alle andere computertechnologie, zullen ook echografische apparaten sneller
worden en zullen ze meer ruimte hebben voor de opslag van data.
Transducer probes worden in de toekomst vermoedelijk kleiner. Met deze ontwikkeling
zullen ze ook beter geschikt worden voor intern onderzoek om zo betere beelden te
krijgen van interne organen.
Vermoedelijk zal de totale echograaf kleiner worden en mogelijk zelfs geschikt worden
als handheld. Daarnaast zal ook de 3D echografie verder worden doorontwikkeld en
populairder worden.
Een zeer veelbelovend onderzoeksgebied is de echografie in realtime waarbij de medici in
de patiënt kunnen kijken tijdens een medische handeling. (Freudenrich, 2008)
91
Medische beeldvorming
D.
Radioactieve isotopen
Binnen de geneeskunde maakt een isotopenscan beelden middels het gebruik van
radioactieve isotopen. Voor het specialisme nucleaire geneeskunde is het een zeer
belangrijk onderdeel. Er zijn binnen deze technologie drie vormen te onderscheiden.
Allereerst is er de gewone scan, planaire (tweedimensionale) scintigrafie, waarbij op een
vlakke plaat een afbeelding van een gedeelte van een patiënt wordt gemaakt. De andere
twee zijn de PET- en de SPECT-scan.
In alle drie de gevallen wordt een bepaalde radioactieve isotoop aan de patiënt
toegediend. Deze isotoop hoopt zich selectief op in een aan te tonen afwijking. De
plaatsen waar deze isotoop zich heeft verzameld worden vervolgens met instrumenten
gedetecteerd. De dosis radioactief materiaal wordt uiteraard zo laag mogelijk gekozen.
Door gebruik te maken van deze technieken is het soms mogelijk om afwijkingen aan te
tonen die op andere manieren niet aan te tonen zijn.
Isotopen
Van de meeste (stabiele) elementen uit het periodieke systeem bestaan één of
meer radioactieve isotopen. Zo kennen we naast het niet-radioactieve koolstof
(12C) het cyclotronproduct 11C (een positronemitter met een halveringstijd van
20 minuten) en het natuurlijke 14C (halveringstijd 5760 jaar) dat voor daterend
onderzoek wordt gebruikt. Isotopen van een element hebben dezelfde
biologische en chemische eigenschappen, omdat het aantal protonen en
elektronen hetzelfde is. Het verschil betreft het aantal neutronen dat de
fysische eigenschappen (halveringstijd en emissiespectrum) bepaalt. Een
radioactieve atoomkern is per definitie een instabiele kern die vervalt naar een
rusttoestand onder het uitzenden van elektromagnetische straling, (positieve of
negatieve) elektronen of heliumdeeltjes (alfadeeltjes). (Van der Meer en
Stehouwer, 2005)
In de nucleaire geneeskunde worden de volgende eenheden gehanteerd: de
hoeveelheid radioactiviteit die men aan een patiënt toedient wordt uitgedrukt in
megabecquerel (1 miljoen desintegraties per seconde, afgekort MBq;
omrekening naar de vroeger gebruikte eenheid millicurie: 1 mCi = 37 MBq). Bij
berekening van de potentieel schadelijke stralingsenergie die bij het gebruik
van radiofarmaca en röntgenstraling in het lichaam wordt geabsorbeerd,
gebruikt men de eenheid sievert (1 J/kg). (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
Binnen de nucleaire geneeskundige diagnostiek maakt men gebruik van radionucliden als
technetium-99m, gallium-67, krypton-89 en indium-111. Deze vervallen onder het
uitzenden van elektromagnetische (gamma)straling die uitwendig kan worden
gedetecteerd. De technetium-verbindingen worden veruit het meest gebruikt, deze
kunnen op de afdeling nucleaire geneeskunde zelf worden gemaakt. Technetium-99m is
een generatorproduct, in tegenstelling tot radionucliden als positronemitters die in een
deeltjesversneller worden gemaakt, en jodium-131 dat in een kernreactor wordt
geproduceerd. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
Radiofarmaca moeten voldoen aan de eisen die aan geneesmiddelen worden gesteld in
termen van zuiverheid, steriliteit en pyrogeniciteit. De hoeveelheid radiofarmacon die
wordt toegediend is over het algemeen te klein om farmacologische effecten te
veroorzaken: zo kan radioactief jodium zonder bezwaar aan een patiënt met een
jodiumallergie worden toegediend. (Van der Meer en Stehouwer, 2005)
92
Medische beeldvorming
Isotopenscan
Bij de meeste diagnostische verrichtingen maakt men gebruik van een gammacamera.
De detector in de camera bestaat uit een vlak natrium-jodidekrital waarin door de
gammastraling lichtflitsen worden opgewekt. Deze worden omgezet in elektronische
signalen die na versterking (PM-buizen) uiteindelijk worden omgezet in een
tweedimensionaal beeld. NaI-kristal is afgedekt door een loden plaat die is voorzien van
een groot aantal kleine gaten. De invallende straling moet namelijk worden gecollimeerd,
zodat alleen loodrecht invallende fotonen gedetecteerd worden. Zodoende kan worden
aangegeven vanuit welke plaats in het lichaam ze afkomstig zijn. De meest frequent
uitgevoerde verrichtingen, waarbij ook met planaire scintigrafie kan worden volstaan, zijn
schildklierscintigrafie, skeletscintigrafie (zie figuur B1D1) en ventilatieperfusiescintigrafie.
Figuur B1D1: Skeletscintigrafie
Positron Emissie Tomografie
Positron emissie tomografie, afgekort PET, is een vorm van beeldvormend onderzoek
waarbij een radioactieve isotoop, ookwel radionuclide genoemd, bij de patiënt wordt
ingebracht. Tijdens het verval van dit isotoop worden positronen geproduceerd; de
antideeltjes van een elektron. Met een speciale camera die de straling detecteert kan een
3D-beeld worden gevormd van de verdeling van de radioactieve isotoop in het lichaam.
(Tai, 2004)
Voor de productie van de radionuclide benodigd voor PET wordt meestal gebruik gemaakt
van een cyclotron. Aangezien het om een isotoop gaat, kan deze net als een nietradioactief atoom ook in een verbinding worden opgenomen met behulp van chemische
synthesereacties. Als men daarvoor nu een verbinding kiest die selectief door de aan te
tonen afwijking in het lichaam wordt opgenomen, kan men de plaats van die stof in het
lichaam vervolgen. Op die manier kan bijvoorbeeld de glucoseconsumptie in het lichaam
zichtbaar worden gemaakt. De procedure voor deze PET scans: na een vastperiode van
zes uur (minder voor diabetici) wordt bij de patiënt fluordeoxyglucose (FDG) ingespoten,
waarvan de dosis is gebaseerd op het lichaamsgewicht. De patiënt rust vervolgens
ongeveer een uur in een kamer met gedimd licht, waarna het scannen begint, hetgeen
ongeveer 45 minuten in beslag neemt. Het ingespoten FDG wordt spoedig door het
lichaam afgebroken en is vormt geen risico. (Tai, 2004; Kumar et al, 2005)
De techniek wordt sinds de jaren dertig in de praktijk toegepast. De toepassing wordt
met name gebruikt binnen de volgende drie werkzame gebieden (Kumar et al, 2005):
• Binnen de oncologie is het een heel handig hulpmiddel bij de herkenning van een
goed- ofwel kwaadaardige tumor, bij het bepalen van de juiste locatie voor een
biopsie, bij het monitoren van het effect van therapie, bij de herkenning van het
verschil tussen originele bron en uitzaaiing en bij detectie van diverse vormen van
kanker in een zeer vroeg stadium.
• Binnen de cardiologie kan het gebruikt worden om de fase van hart- en
vaatziekten vast te stellen of om patiënten te identificeren die baat hebben bij
revascularisatie methodes als dotteren of bypassoperaties.
93
Medische beeldvorming
•
Binnen de neurologie is het nuttig bij de diagnose, planning van behandeling en
bij het voorspellen van de gevolgen van allerlei neurologische ziektes.
Hieronder zijn een PET scanner en PET scan te zien. De PET scan laat een levertumor
zien. Met PET kan effectief worden nagegaan of er sprake is van uitzaaiing.
Figuur B1D2: PET scanner en PET scan
PET/CT
Tegenwoordig wordt in toenemende mate gebruik gemaakt van een
gecombineerde PET- en CT scan. De uitkomsten van de CT-scan worden door
de computer in drie dimensies over de resultaten van de PET-scan heen
geprojecteerd, waardoor veel beter te zien is in welk orgaan of structuur de
zogenaamde 'hot spots' (radioactieve plekken) zich bevinden. Dit is een
gevoelige techniek die voornamelijk wordt gebruikt om de aanwezigheid en
plaats van uitzaaiingen van kwaadaardige tumoren op te sporen, hoewel ook
andere afwijkingen kunnen worden afgebeeld. (Schulthess, 2005; Townsend et
al, 2004)
In 2005 waren er in Nederland slechts enkele scanners van dit type aanwezig in
grote academische ziekenhuizen. In de afgelopen jaren werd er echter een
groot aantal geïntroduceerd in meer perifere ziekenhuizen, zodat ze nu op een
brede schaal te gebruiken zijn. In België heeft een soortgelijke ontwikkeling
plaatsgevonden.
Momenteel wordt PET/CT vooral
ingezet om te bepalen of mensen
met een tumor nog operabel zijn
(Schulthess, 2005; Townsend et al,
2004). In figuur B1D3 is de
combinatie van beide technieken
afgebeeld. De toegevoegde waarde
wordt direct zichtbaar. CT (A)
gecombineerd met PET (B) geeft C.
Figuur B1D3: PET/CT
94
Medische beeldvorming
SPECT-scan
SPECT staat voor: single photon emission computed tomography (computertomografie
met behulp van uitstraling van enkelvoudige fotonen). Een SPECT-scan is een 3dimensionale diagnostische techniek waarbij gebruik wordt gemaakt van radioactief
gelabelde stoffen. Door een stof te kiezen die zich selectief in bepaalde weefsels of
organen ophoopt kan een beeld worden verkregen van de verdeling van de radioactieve
isotoop in het lichaam. Isotopen van Technetium en Thallium worden veelvuldig gebruikt.
De gebruikte isotopen hebben doorgaans een halfwaardetijd van enkele uren tot dagen.
Wanneer de halfwaardetijden langer zouden zijn, wordt de stralingsbelasting voor de
patiënt te groot; bij kortere kan de benodigde verbinding niet snel genoeg worden
gemaakt en niet lang genoeg worden bewaard. (ICSI, 2005)
Er wordt er een fotondetector boven het orgaan gehouden die de gammastraling opvangt
die ontstaat bij het verval van een kern van de isotoop. Deze detector bestaat uit een
groot kristal, bijvoorbeeld natriumjodide, waarin een lichtflits ontstaat als het geraakt
wordt door een gammaquant. De plaats van deze lichtflits in het kristal kan door een rij
horizontale en verticale fotodetectors langs het kristal nauwkeurig worden vastgelegd.
Voor het detectiekristal bevindt zich bovendien een loden plaat waarin een groot aantal
kanaaltjes zijn geboord; de collimator. Hierdoor worden schuin vliegende gammaquanten
niet doorgelaten, maar rechtvliegende wel. Het gevolg is dat enkel gammaquanten
worden gedetecteerd waarvan bekend is dat ze uit het deel van de patiënt afkomstig zijn
dat loodrecht onder die plaats op de detector ligt. (ICSI, 2005)
Omdat enkel de diepte in het lichaam vanwaar het gammafoton afkomstig is niet kan
worden gemeten, ontstaat er 2-dimensionaal beeld van de patiënt. Door echter met de
detector om de patiënt heen te bewegen en vervolgens alle 2-dimensionale plaatjes met
behulp van een computer te combineren kan een 3-dimensionaal beeld worden
gegenereerd. De resolutie blijft echter behoorlijk laag vergeleken met technieken als de
CT-scan, MRI-scan en de PET-scan. De toegevoegde waarde van SPECT ligt dan ook in
het feit dat het soms mogelijk is om isotopen en verbindingen te gebruiken die selectief
in bepaalde afwijkingen worden opgenomen en die met behulp van de andere genoemde
technieken niet zichtbaar te maken zijn. Tevens geeft SPECT weer hoe de organen
functioneren, terwijl de CT-scan en de MRI-scan er vooral op gericht zijn de anatomie in
beeld te brengen (ICSI, 2005). Een belangrijke toepassing is de SPECT-scan
myocardscintigrafie van het hart om gebieden met verminderde doorbloeding te
ontdekken.
95
Medische beeldvorming
SPECT/CT
Ook SPECT kan worden gecombineerd met CT in één systeem. Hierdoor kan een
enkele scan informatie geven over functionele afwijkingen zoals tumoren of
alzheimer en hun exacte 3-dimensionale locatie. Bij SPECT/CT, wordt de
gemiddelde plaatselijke resolutie van SPECT significant verbeterd met een CT
scan op dezelfde locatie. Tegelijkertijd voert het systeem correcties uit die de
beeldkwaliteit aanzienlijk verhogen. (Siemens, 2008)
Een SPECT/CT scanner bestaat uit een dubbele detector gammacamera voor de
registratie van positronen van de radionucleide straling en een ringvormige
tunnel met een spiraalvormige CT scanner. Een computer zet de verzamelde
data om in functionele SPECT beelden en anatomische CT beelden, welke apart
over overlappend kunnen worden weergegeven op monitoren (Siemens, 2008).
In figuur B1D4 zijn de verschillende scan grafisch weergegeven om de
toegevoegde waarde van SPECT/CT te verduidelijken.
Figuur B1D4: SPECT, CT en SPECT/CT
Toekomstperspectief
De nucleaire geneeskunde heeft de afgelopen halve eeuw enorme vooruitgang geboekt.
Dit is mede te danken aan de enorme vooruitgang op het vlak van de
informatietechnologie. In de toekomst zijn concrete toepassingen in de diagnose,
prognose en behandeling van aandoeningen als de ziekte van Alzheimer, de ziekte van
Parkinson, nierkanker, borstkanker, reumatoïde polyartritis of cardiovasculaire
aandoeningen zeker niet ondenkbaar.
Zo zou er binnen 3 á 4 jaar een product op de markt moeten komen dat zekerheid biedt
omtrent de evolutie van de ziekte van Alzheimer. Het is bekend dat het ongeveer 15 jaar
duurt voordat de ziekte zich manifesteert in de eerste klinische symptomen. Momenteel
is het nog altijd moeilijk om de diagnose van de ziekte van Alzheimer met zekerheid te
stellen; alleen een post-mortem autopsie kan de diagnose bevestigen. Wanneer kan
worden vastgesteld in welk stadium van de ziekte de patiënt zich bevindt, kan
mogelijkerwijs in de toekomst in worden gegrepen voor de ziekte verder evolueert. De
farmaceutische industrie heeft heel wat vooruitgang geboekt op het vlak van
geneesmiddelen die de ziekte weliswaar niet geneest, maar wel de evolutie ervan
96
Medische beeldvorming
vertraagt of blokkeert. In die context is het belangrijk dat de nucleaire geneeskunde de
ziekte kan opsporen in een vroegtijdig stadium.
97
Medische beeldvorming
Bijlage 2: Interviewtranscripts
Experts radiologie
Drs. Litjes. CWZ Nijmegen, manager afd. Radiologie/Nucleaire Geneeskunde
van den Berg. Van Weel-Bethesda Ziekenhuis-Dirksland, Org. Man. Radiologie
Dr. H.M. Kroon. LUMC, Afdeling Radiologie
P.R. Algra. MCA
T.M. van de Sanden. Spaarne Ziekenhuis, Leidinggevende Radiologie
S. Hage. MCA
de Schipper. Oosterschelde ziekenhuis Goes, Vakspecialist opleiding en planning
M. de Klein. Ikazia Ziekenhuis, Praktijkopleider Radiologie
J. op ’t Hoog. Elkerliek ziekenhuis, sectorhoofd paramedisch / snijdend 2
M. van Nimwegen. Diakonessenhuis, Afdeling communicatie
A.
Radiologie
Hoe typeert u de toevoeging van respectievelijk van CT, MRI en echografie aan
het arsenaal van medische beeldvormingsmodaliteiten?
(Wat droegen ze elk individueel bij op het moment van hun introductie?)
Echografie:
Op een “veilige” en snelle manier diagnostiek bedrijven d.m.v. geluidsgolven
zodat adequate actie toegepast kan worden. Een goede toevoeging dus.
CT:
Men onderscheidt twee varianten Single slice CT en Multislice CT.
Single slice zorgde ervoor dat Patiënten, waarbij Echo diagnostiek niet mogelijk of
voldoende was, een kijkje genomen kon worden aan structuren die bij een
“gewone” conventionele röntgenopname, verborgen bleven. Men kon opeens
dwarsdoorsneden van het lichaam bekijken. Nadeel is de stralingsbelasting. Wel
een goede toevoeging.
Multislice zorgt er momenteel voor de ook de gehele kleine structuren zichtbaar
gemaakt worden. Met de huidige computers is het mogelijk om het lichaam in elke
willekeurige richting af te beelden. Stralingsbelasting is wel omhoog gegaan. Wel
kunnen er nu ook andere onderzoeken plaatsvinden die voorheen niet mogelijk
waren. Denk aan CARDIO CT en CT van de bloedvaten.
MRI:
Op het moment dat de MRI zijn intrede deed, ging er een wereld voor ons open.
Aandoeningen die voor de CT verborgen bleven werden getoond. Denk aan
ontstekingen, bepaalde tumoren en scheuren in spieren en of banden van bv.
knieën. Nadeel is dat niet iedereen geschikt is voor MRI. Er zal dan te allen tijde
een beroep worden gedaan op de multislice CT. Een grote stap vooruit in de
medische beeldvorming
Echo: snelle eenvoudige manier om te screenen.
CT: Weinig invasieve methode om in 3D lichaamsdelen in beeld te brengen.
Overprojecties behoorden tot het verleden.
MRI: idem als CT maar meer toepassingsmogelijkheden op vrnl weke delen met
als voordeel geen gebruik van rontgenstralen
98
Medische beeldvorming
De introductie van CT was bijzonder belangrijk. Voegde eerst de transversale
afbeelding toe. Later, vooral nu met multidetector CT, afbeelding in elk gewenst
vlak alsmede nieuwe technieken als CT angiografie.
De additie van MRI was essentieel. Was voor de komst van de MDCT de modaliteit
om in ieder gewenst vlak af te beelden. Daarnaast was de contrast resolutie
enorm t.o.v. CT. Later functional imaging.
Echografie: vooral sterk in weke delen diagnostiek; nieren, lever en galblaas.
CT: Maakte hersendiagnostiek voor het eerst mogelijk.
MRI: Betere weefseldiagnostiek en meer functionele diagnostiek; Geen Xstralenbelasting meer.
Op dit moment zijn deze drie modaliteiten erg belangrijk op de radiologie afdeling.
Alle modaliteiten hebben hun eigen diagnostische waarden
Als een niet te missen aanvulling op bestaande modaliteiten. Ze droegen een veel
beter inzicht in het lichaam met zijn processen.
Het is lastig hier antwoord op te geven, omdat toen ik gestart ben met
werkzaamheden (1998) in de radiologie, deze modaliteiten al enige tijd
beschikbaar waren. Het is wel zo dat door verdere ontwikkeling van deze
modaliteiten er steeds meer onderzoeken mogelijk zijn.
Betere diagnoses stellen,waardoor gerichtere therapieen gegeven konden worden.
Door de aanschaf van alledrie de modaliteiten voldoet het Ikazia aan alle eisen
van een perifeer ziekenhuis. Meer formatieplaatsen nodig, nieuwe mensen
aannemen, nieuwe inbreng en ideeen.
Deze modaliteiten zijn een uitbreiding van het onderzoeksarsenaal. Vaak is het
extra en niet i.p.v. Wel is door de introductie van deze modaliteiten een paar erg
patiëntonvriendelijke onderzoeken verdwenen en vervangen door deze
onderzoeken.
Betere diagnostische mogelijkheden en vaak patiëntvriendelijker.
Welke gevolgen heeft dit gehad voor medici?
(Gebruiksvriendelijkheid, was/is omscholing noodzakelijk, etc…?
Intensievere onderzoeken, je kunt meer dus je doet ook meer. Meer data dus
meer verslaglegging Leren omgaan met andere beelden (MRI) dus bijscholen.
Leren om onderzoeken te doen in de praktijk, dus ook hier bijscholen.
Bijscholing. En verandering van vakgebied. Computersystemen en software
bewerkingen op de ruwe data. Voorheen was: what you see is what you get.
(ontwikkelen en afdrukken)
CT bracht enerzijds verbetering van de gebruikersvriendelijkheid. Anderzijds was
bijscholing wel noodzakelijk, omscholing niet zozeer.
MRI was zeker in het begin niet gebruikersvriendelijk. Omscholing was nodig om
de techniek te begrijpen en te beheersen. Met bijscholing kwam je er niet.
99
Medische beeldvorming
Echo en CT werden snel in de curricula van de radiologenopleidingen opgenomen.
Met MRI duurde dat wat langer. Fysica van MRI is geheel anders dan róntgen en
ook gecompliceerder.
De MRI, CT en echo maken al vele jaren deel uit van de radiologie afdeling.
Medewerkers die deze kennis niet in hun opleiding hebben gehad worden
bijgeschoold. De artsen hebben dat ook gedaan.
Voor elke nieuwe modaliteit is opleiding noodzakelijk. Veelal gebeurt dat op basis
van teach the teacher na een applicatie van de firma. Voor zowel CT als MRI en
echo zijn behoorlijke opleidingen noodzakelijk anders is het vrijwel onmogelijk om
alle applicaties op een juiste manier te gebruiken. Zelfs na de opleiding is de
praktijk nog een heel traject.
Voor de oudere generatie radiologen, heeft dit tot gevolg gehad dat deze zich
hebben moeten bijscholen op bijvoorbeeld gebieden als MRI. Bij de jongere
generatie aan radiologen is dit niet meer van toepassing.
Voor de oudere generatie medici die de onderzoeken aanvragen (behandelend
arts) is ook een bijscholing noodzakelijk om de vervaardigde beelden te kunnen
interpreteren.
De medici krijgen over het algemeen steeds minder kennis van de bediening van
de modaliteiten. Dit omdat deze steeds uitgebreider zijn, en deze handelingen
worden overgelaten aan de radiodiagnostisch laboranten.
De radiologen kregen applicatie en scholing. Daarnaast werden er ten tijde van de
MRI 2 nieuwe radiologen aangenomen die op het gebied van MRI gespecialiseerd
zijn. De andere radiologen werden door de 2 nieuwe radiologen ingewerkt op de
MRI.
Deze onderzoeken vragen om een bijscholing van de medici.
Welke gevolgen heeft dit gehad voor patiënten?
(Gebruiksvriendelijkheid, kwaliteit van de diagnose, etc…)
Kortere onderzoeksduur (comfortabel).
Duidelijkere diagnose (directer aanpakken van ziektebeeld).
Snellere toegang en mogelijkheden voor diagnostiek in een vroeger stadium.
CT betekende voor patiënten een snellere techniek, comfortabeler voor de patiënt.
Verbeterde diagnostiek.
MRI was voor patiënten niet gebruiksvriendelijker, wel een duidelijke verbetering
van de diagnostiek.
Van echo naar CT naar MRI werd vooral de diagnostische kwaliteit beter.
Meer diagnostische moegelijkheden!
Betere diagnose betere mogelijkheden van behandelen
De gebruiksvriendelijkheid voor de patiënten is de afgelopen jaren sterk
toegenomen. Onderzoeken kunnen steeds sneller worden vervaardigd met een
betere kwaliteit. Hierdoor kan er sneller en over het algemeen een betere
100
Medische beeldvorming
diagnose gesteld worden. Ook worden door verbeterde technieken kleinere
afwijkingen eerder gediagnosticeerd waardoor er gerichter behandeld kan worden.
Snellere diagnose, betere therapie. Sneller geholpen, betere zorg.
Patiënten krijgen in de meeste gevallen een betere diagnose. Door de introductie
van deze modaliteiten is het mogelijk geworden om een aantal diagnoses te
stellen. Daarnaast is een paar erg patiëntonvriendelijke onderzoeken verdwenen
Welke toekomstige ontwikkelingen zijn op de korte- en lange termijn te
verwachten binnen de radiologie?
(Nieuwe technologieën, combinaties met andere modaliteiten, gevolgen voor technische
beroepen, etc…)
PET CT is in opmars, dit in combinatie met nucleaire.
Sterkere magneten t.b.v. MRI.
Snellere CT’s zodat realtime onderzocht kan worden (Doorlichting op CT).
Interventieradiologie.
Steeds vaker met microsystemen oorzaken van pathogie bij de bron aanpakken of
oplossen. Stents, drug eluting applicaties, embolisaties, trombolises, etc
Lange termijn: Gehele bodypart real live in beeld in een hartslag. Dus ook
mogelijkhden voor dynamische applicaties.
Aantal detectoren neemt bij CT toe. Een deel van de MR diagnostiek zal weer
teruggaan naar de CT.
MRI: hogere veldsterkten en molecular imaging.
Alle voornoemde modaliteiten zullen zich verder blijven ontwikkelen. Voor de MRI
is dat vooral de functionele kant ervan.
In de toekomst verwacht ik vooral nieuwe applicaties op deze modaliteiten. Deze
extra mogelijkheden vereisen een goede vaardigheid in het gebruik van
computers.
ConeBeam CT t.b.v. mondheelkunde en KNO.
Tomosynthese t.b.v. de breastcare.
Het aantal onderzoeken op CT en MRI en echo zal blijven toenemen door nieuwe
3D ontwikkelingen. Er zal meer samenwerking gaan ontstaan met de radiologie en
nucleaire geneeskunde door verdere ontwikkelingen van de PET-CT enz. Oudere
specialistische conventionele onderzoeken zullen steeds verder afnemen. (Bijv
diagnostisch angio, dit wordt vervangen door een MRA of CTA).
SPECT-CT, multislice CT op zeer korte termijn en een digitaal mammografie
apparaat.
Afgelopen augustus een nieuwe digitale röntgenkamer voor alle skeletfoto's.
Er zullen op termijn steeds minder invasieve onderzoeken gedaan worden. Ook zal
er een verschuiving plaatsvinden van onderzoek naar behandeling op de afdeling
radiologie.
101
Medische beeldvorming
Wie doen onderzoek naar mogelijke verbeteringen?
(Bedrijfsleven, kennisinstellingen, etc...)
Academische ziekenhuizen (de gebruiker) en leveranciers.
Ervaringen en studies in de praktijk vaak in samenwerking met industrie.
CT: Bedrijfsleven en kennisinstellingen.
MRI: Bedrijfsleven maar vooral ook kennisinstellingen.
Fundamenteel in het bedrijfsleven/universiteiten en praktischer wat meer in de
universitaire ziekenhuizen.
Eigen medewerkers en artsen van de afdeling, firma’s.
Het bedrijfsleven werk nauw samen met allerlei opleidingsinstellingen om “verder”
te komen in hun productontwikkeling.
Over het algemeen wordt onderzoek naar verbetering gedaan in het bedrijfsleven
en de grotere en/of academische ziekenhuizen. In de wat kleinere instellingen
worden voornamelijk verbeteringen gedaan met behulp van de beschikbare
apparatuur. Het is voor kleinere instellingen niet mogelijk om mee te doen met de
nieuwste innovaties in de beeldvorming. Dit is financieel niet haalbaar.
Leiding, radiologen en radiodiagnostische laboranten samen met het bedrijfsleven.
Zowel kennisinstellingen als academische ziekenhuizen als de industrie is hiermee
bezig.
Wie zijn de voornaamste producenten van respectievelijk CT-,
echografische apparatuur?
(welke grote bedrijven? Volwassen MKB? Nieuwe technologische start-ups?)
Philips, GE, Siemens, Toshiba
Philips, GE, Siemens, Horlogic, Agfa
CT: Toshiba, Philips, General Electric
MRI: Philips, General Electric, Siemens
Philips, Siemens, GE, Toshiba. Met landelijke verschillen.
Siemens, Philips, GE, Toshiba.
Voor ons:
MRI
en
Philips en Siemens voor CT en MRI.
Philips en Aloka voor echografie.
Tromp voor de woman healthcare (breastcare en dexa).
Oldelft voor digitale conventionele röntgen.
MRI: GE, Siemens, Philips, Toshiba, Tromp.
CT:
GE, Siemens, Philips, Toshiba, Oldelft.
Echo: Siemens, Philips, Toshiba
102
Medische beeldvorming
Philips, GE, Tromp, Siemens, Toshiba,
De grote firma’s zijn: Philips, Siemens, Toshiba, General electric, enz.
Hoe zijn de octrooirechten geregeld voor medische apparatuur?
(Heeft medische apparatuur hierin een bijzondere positie?)
CT: Ligt bij het bedrijfsleven.
MRI: Liggen deels bij het bedrijfsleven deels bij kennisinstellingen.
Normaal.
Het is bekend dat in een organisatie vaak gekozen wordt om meerder apparatuur
aan te schaffen van een leverancier. Dit vanwege financiële voordelen op
aanschafprijs en onderhoudscontracten.
Octrooirechten voor medische apparatuur zijn niet anders geregeld dan voor
andere technische vindingen
N.v.t.
Is mij niet bekend.
Zijn er belastingsvoordelen of subsidies op het produceren of afnemen van
dergelijke apparatuur?
CT: Niet bekend. Soms afspraken tussen producent en afnemer over kosten/prijs.
MRI: Niet echt.
Steeds minder.
Geen regelingen over bekend.
Soms, als er tijdens de therapie/diagnose lichaamsvreemde
achterblijven krijgen we eventueel korting. Geen subsidies.
Nee.
materialen
103
Medische beeldvorming
B.
Nucleaire geneeskunde
Experts nucleaire geneeskunde
Mw. S. Janssen Dikmans. MCA, Unithoofd Nucleaire Geneeskunde:
Anonieme nucleair geneeskundige. HagaZiekenhuis:
Hoe typeert u de toevoeging van respectievelijk van de isotopenscan, PET en
SPECT aan het arsenaal van medische beeldvormingsmodaliteiten?
(Wat droegen ze elk individueel bij op het moment van hun introductie?)
Ten eerste praten we altijd over een isotopenscan, dit heeft te maken met het feit
dat we isotopen gebruiken en dit is onafhankelijk van het type camera.
De beeldvorming van Nucleaire Geneeskunde draagt zoveel bij omdat deze wat
zegt over het functioneren van het lichaam (van het type weefsel dat je
onderzoekt). Op de radiologie kijk je naar anatomische structuren.
Elke techniek heeft zijn eigen toepassingsgebied. Uit wetenschappelijk onderzoek
is gebleken welk beeldvormend onderzoek waar en wanneer bij bepaalde
problemen/vraagstellingen het best kan worden ingezet.
Welke innovaties hebben er in het verleden plaatsgevonden om tot deze
technologieën te komen? (Chronologisch de diverse toepassingen)
1.
2.
3.
4.
5.
Radio activiteit
Gamma camera
SPECT (gated)
PET
PET/CT
Welke gevolgen heeft dit gehad voor medici?
(Gebruiksvriendelijkheid, was/is omscholing noodzakelijk, etc…?
De introductie van de PET-scan behoefde wel enige nascholing, door introductie
van CT moe(s)ten veel laboranten worden bijgeschoold.
Elke nieuwe techniek vereist zijn eigen specifieke kennis en daarvoor is dus bij- en
nascholing voor zowel de laborant als de arts voor nodig
Welke gevolgen heeft dit gehad voor patiënten?
(Gebruiksvriendelijkheid, kwaliteit van de diagnose, etc…)
De modernisering van radiofarmaca en opname mogelijkheden heeft geresulteerd
in een lagere stralingsbelasting en snellere diagnose.
Welke toekomstige ontwikkelingen zijn op de korte- en lange termijn te
verwachten? (Nieuwe technologieën, combinaties met andere modaliteiten, gevolgen
voor technische beroepen, etc…)
Op korte termijn verwachten we PET/CT te gebruiken in de cardiologie (door de
nieuwe multi-slice techniek zijn prachtige afbeeldingen van de coronairen te
verkrijgen). Veelvuldig PET/CT toepassing in de radiotherapie (combinatie met
104
Medische beeldvorming
simulatie, hierdoor kan het bestralingsgebied zo klein mogelijk worden gemaakt).
In de toekomst combinatie PET met MRI.
De komst van de PET-MRI kan verwacht worden, op welke termijn is nog niet
geheel duidelijk. Op dit moment wordt er wel aan gewerkt.
Wie doen onderzoek naar mogelijke verbeteringen?
(Bedrijfsleven, kennisinstellingen, etc...)
Op alle fronten, dus bedrijfsleven, medici, Nederlandse Vereniging voor
röntgenlaboranten (NVRL).
Denkende aan de PET met name de industrie.
Wie zijn de voornaamste producenten van respectievelijk isotopenscan, PET en
SPECT-apparatuur?
(welke grote bedrijven? Volwassen MKB? Nieuwe technologische start-ups?)
Siemens, Philips, GE, Veenstra, Covidien en nog veel meer.
Siemens, GE, Philips.
Hoe zijn de octrooirechten geregeld voor deze apparatuur?
(Heeft medische apparatuur hierin een bijzondere positie?)
Niet dat ik weet.
Zijn er belastingsvoordelen of subsidies op het produceren of afnemen van
dergelijke apparatuur?
Niet dat ik weet.
105