Opereren of afwachten? Een hartverscheurende keuze

Naar schatting lopen 60.000 Belgen rond met een ballonvormige uitstulping of aneurysma van de aorta. Dit ontstaat wanneer de wand van onze grootste slagader opzwelt. Net als een versleten fietsband kan het aorta-aneurysma op een onverwacht moment barsten. Zo’n aortabreuk kan fataal zijn, zoals bij koning George II van Engeland. In 1760 stierf hij op een manier die je liever in een drama dan in de werkelijkheid ziet. Een gescheurd aneurysma tijdens een toiletbezoek—door de verhoogde bloeddruk bij inspanning. Zo ging hij door de geschiedenis als het eerste gedocumenteerde slachtoffer van deze aandoening. En zelfs Albert Einstein, het genie van zijn tijd, stierf aan een gescheurd aneurysma. Het maakt niet uit wie je bent; deze aandoening kent geen grenzen.

Size does not matter

Hoewel we vandaag de dag met scans kunnen zien of iemand een aneurysma heeft, blijft de vraag: opereren of afwachten? Vooral als het gaat om een aneurysma in het opstijgende deel van de aorta, vlakbij het hart, is dat een belangrijke beslissing. Opereren betekent dat chirurgen het verzwakte deel vervangen door een kunstmatige bloedvatwand tijdens een openhartoperatie. Deze ingreep brengt flinke risico’s en een lange revalidatie met zich mee. Ze hanteren daarom de vuistregel: als de diameter van de aorta groter is dan de vastgelegde limiet van 5,5 centimeter, kiezen ze voor opereren. Is het aneurysma kleiner, dan is het afwachten, met regelmatige scans om de groei te volgen.

Een aorta-aneurysma vlakbij het hart. Tijdens een openhartoperatie vervangen chirurgen het aneurysma door een kunstmatige bloedvatwand.

Maar die aanpak is niet waterdicht. Opereren gebeurt soms te vroeg of juist te laat. Ongeveer 60% van de aortabreuken treedt op bij een diameter onder de vastgelegde limiet. De vuistregel is dus niet perfect, maar er is geen beter alternatief— nog niet.

Op Zoek naar Betere Risicovoorspelling

Om deze uitdaging aan te pakken, startte ik als ingenieur van de Soft Tissue Biomechanics groep, geleid door professor Nele Famaey, samen met de hartchirurgen van UZ Leuven een baanbrekende studie. Tijdens operaties verzamelden we weefsel van patiënten met aorta-aneurysma’s. In ons gespecialiseerd laboratorium sneed ik de wand in stukjes en onderwierp ik ze aan verschillende testen. Om de sterkte van het weefsel te meten trekken we aan smalle stukjes wand tot het scheurt.

Bloedvaten zijn ontzettend complex, en enkel in één richting trekken volstaat niet om ze volledig te doorgronden. Als onderzoeksgroep halen we daarom alles uit de kast om de testomstandigheden zo realistisch mogelijk te maken. Zo testte ik stukjes aneurysma in twee richtingen tegelijk, terwijl ze ondergedompeld waren in een vloeistof op lichaamstemperatuur. Dit helpt ons te begrijpen hoe het weefsel zich gedraagt onder de verschillende krachten die het in het lichaam tegenkomt.

Links: Demonstratie van een trektest. Een camera filmt de test van bovenaf en stuurt de beelden door naar het computerscherm. Rechts: Close-up van de test in twee richtingen. Metalen haakjes trekken in twee richtingen gecontroleerd aan een stukje van 1x1cm om zeer precies en lokaal het mechanisch gedrag te bepalen.

Met de gegevens uit deze testen en de CT-scan van het aneurysma heb ik wiskundige modellen ontwikkeld die het aneurysma in het lichaam nabootsen. Zo kunnen we berekenen hoeveel spanning er in het aneurysma ontstaat bij de gemeten bloeddruk. Door deze spanning te vergelijken met de sterkte van het weefsel, kon ik het risico op een aortabreuk nauwkeurig inschatten voor elke patiënt van wie we het weefsel hadden verzameld.

Door deze risico’s te vergelijken met gegevens die vóór de operatie zijn verzameld, kon ik de parameter zoeken die het nauwkeurigst voorspelt hoe kwetsbaar een aneurysma is.

Wiskundige simulatie van het aneurysma, waarbij rood de gebieden met de hoogste spanning aangeeft.

Stijfheid: De Nieuwe Maatstaf

Mijn onderzoek heeft bevestigd wat we al vermoedden: de grootte van een aneurysma zegt niet alles over het risico op aortabreuk. Wat veel belangrijker blijkt, is hoe de bloeddruk en de hoeveelheid bloed die door het aneurysma stroomt, samenhangen. Door te meten hoe het aneurysma uitrekt tijdens de hartslag—wanneer het hart zich ontspant en weer samentrekt—kunnen we de stijfheid van de wand bepalen. Deze stijfheid blijkt een cruciale parameter te zijn om te voorspellen of een breuk zal optreden. Stel je dus voor: je arts ontdekt een aneurysma. Als het aneurysma moeilijk uitzet terwijl je hart klopt, dan duidt zo’n hogere stijfheid op een aanzienlijk groter risico op breuk.

Een van de belangrijkste gevolgen is de overstap van statische CT-scans - denk aan een foto - naar dynamische scans - denk aan een video. Dynamische scans tonen hoeveel het aneurysma uitrekt, waardoor we de stijfheid kunnen berekenen.

Met de huidige techniek wordt de diameter van het aneurysma (in rood) gemeten op basis van een enkele, statische CT-scan. De scan toont het aneurysma alsof je van bovenaf in de patiënt kijkt. Zo is een ruggenwervel te zien in het lichtgrijs, onderaan de scan.

Rest er nog enkel de vraag: hoe stijf is té stijf? Op dat punt kan ik je nog geen antwoord geven. We hebben nog meer patiëntgegevens nodig om precies te bepalen waar de grens ligt tussen opereren en afwachten. Eén ding is zeker: we weten nu precies waar we naar moeten kijken en hebben zo een belangrijke stap gezet richting een betere bescherming tegen deze ernstige aandoening.

Klaas Vander Linden dingt mee naar de Vlaamse PhD Cup 2024. Ontdek meer over dit onderzoek op www.phdcup.be.