Van 5 tot en met 9 oktober vindt de derde editie van de photonics applications week plaats. In deze serie belicht Innovation Origins de doorbraak die de toepassing van fotonica betekend heeft voor drie verschillende vakgebieden: de medische zorg, de game-industrie en de landbouw. Vandaag deel 1: Hoe de uitvinding van de zuurstofsaturatiemeter op basis van fotonica voorkomt dat een patiënt tijdens een operatie overlijdt of verlamd raakt door gebrek aan zuurstof.
De meest innovatieve apparatuur in de medische zorg is gebaseerd op het gebruik van fotonica. Dat geldt voor zowel het stellen van diagnoses als voor de behandeling van patiënten.
Tegenwoordig kunnen artsen met behulp van een dunne glasvezeldraad het inwendige lichaam bekijken. Volgens Anna Nikiel die vice-president is van Technobis, een concern dat onder andere medische apparatuur ontwikkelt, zijn alle geavanceerde apparaten op het gebied van endoscopie van de afgelopen twintig jaar gebaseerd op fotonica.
Witte doek op de operatietafel
Een toepassing van fotonica in een medisch instrument dat direct levensreddend kan zijn, is de zuurstofsaturatiemeter, vertelt Erik Korsten, anesthesioloog-intensivist bij het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven, en part-time hoogleraar signaalverwerking aan de TU/e. ,,Tijdens een operatie wil je weten of de patient genoeg zuurstof in zijn lichaam heeft. Als hij niet genoeg heeft, moet er zuurstof bij. Anders gaat hij dood, of wordt hij half verlamd wakker.”
,,En dat is natuurlijk niet wat je wilt: niet als patiënt, niet als arts. Ik heb het nog mee gemaakt dat de handen van een patiënt op een wit doek gelegd werden. Als de hand blauw kleurde omdat de patiënt te weinig zuurstof kreeg, was dat makkelijk te zien.”
Maar ook dan ging het nog wel eens mis, zegt Korsten. ,,Dan zat er bijvoorbeeld te weinig zuurstof in de tank. Tegenwoordig hebben we zuurstofleidingen. Dus dat probleem hebben we nu niet meer.”
Minder schadeclaims dankzij metingen
De zuurstofsaturatiemeter bestaat nu zo’n dertig jaar, zegt Korsten. ,,De introductie ervan was een revolutionaire ontwikkeling voor de anesthesiologie. Alle afdelingen gingen er mee werken: de Eerste Hulp, de intensive care. Het aantal schadeclaims in de VS daalde enorm sinds de zuurstofsaturatiemeter uitgevonden werd. Als een operatie niet goed ging, werd door nabestaanden achteraf vaak gezegd dat de patiënt niet genoeg zuurstof gekregen had. Maar door de zuurstofsaturatiemeter konden ze dat niet meer zeggen.”
De zuurstofsaturatiemeter is een apparaatje dat je als een wasknijper op een vinger zet. Het apparaatje zendt licht uit dat door het weefsel gaat. Op basis van de reflectie meet het apparaatje de hoeveelheid zuurstof die in het bloed van de patiënt zit.
Nierstenen vernietigen via laserlicht
In feite is het gebruik van fotonica – of licht – niet meer weg te denken uit de medische zorg, zegt Arthur Bouwman, anesthesioloog in het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven. ,,In de anesthesiemachine zit een analyseapparaat dat meet hoeveel zuurstof erin gaat en hoeveel CO2 eruit komt. Dat is ook een revolutie geweest.” Die meting is ook gebaseerd op basis van reflectie van lichtstralen.
Andere toepassing is het verhitten van nierstenen (ablatie) door middel van licht, zegt Nikiel. ,,Je kunt je voorstellen hoe krachtig het gebruik van laser voor die toepassing is.”
Schroef op de juiste plek
Ook voor het herstellen van botbreuken maken artsen gebruik van op fotonica gebaseerde apparaten, zegt Nikiel. ,,Met een glasvezeldraadje kun je een lichaamsdeel in om te kijken op welke plekken het bot precies gebroken is en om goed te kunnen zien waar de schroeven moeten komen.”
Een laatste toepassing is niet specifiek medisch, maar gaat om datacommunicatie via licht door glasvezelkabels. Bouwman: ,,Als je een operatie wilt uitvoeren met behulp van robotica, of kennis van een collega op een andere plek, moet er razendsnel heel veel informatie vanuit de operatiekamer gestuurd worden. Ook daar heb je fotonica voor nodig.”
Inschrijven voor de workshop over medische toepassingen van fotonica op 5 oktober van 19:30 tot 21:30 tijdens de Photonics Applications Week kan hier.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
