woensdag 19 juli 2023
Welk antibioticum is het meest effectief bij welke bacteriële infectie? Deze patiëntspecifieke zoektocht is dagelijkse praktijk voor veel zorgverleners. Steeds vaker helpen machine learning technieken daarbij. Welke daarvan de beste resultaten geeft, daarover is nog weinig bekend. Een groep studenten vergeleek twee veelgebruikte technieken.
Ze deden dit voor hun afstudeerproject voor Klinische Technologie, de gezamenlijke bacheloropleiding van de TU Delft, het LUMC en Erasmus MC. De presentatie tijdens het slotsymposium van vorige week leverde hen één van de twee Medical Delta KTO WOW! Awards op.
Het onderzoeksproject was een van de 22 die tijdens een drukbezochte dag werden gepresenteerd. Zo presenteerde een ander studententeam een prototype voor een nieuw chirurgische nietapparaat dat het risico op zogenoemde anastomotische lekkages verkleint. Ook zij ontvingen een Medical Delta KTO WOW! Award uit handen van de jury.
Welke machinelearning techniek voorspelt het best?
Antimicrobiële resistentie is het fenomeen dat bacteriën minder vatbaar worden voor bepaalde soorten antibiotica. Dit bemoeilijkt de infectiebehandeling doordat antibiotica steeds minder effectief wordt. Het is daarom belangrijk om zo snel als mogelijk het resistentieprofiel van een bacterie in kaart te brengen zodat een geschikt antibioticum kan worden gegeven.
Twee veelgebruikte machinelearning technieken (‘MALDI-TOF MS’ en ‘WGS’) helpen bij de identificatie van bacteriesoorten. Hoewel beiden veelbelovende resultaten laten zien, is er nog geen directe vergelijking gemaakt tussen hun prestaties. De studenten maakten een vergelijking op basis van de analyse van meer dan 100 bacteriemonsters. Daarmee konden ze een principebewijs leveren, namelijk dat een combinatie van beide technieken in een ensemblemodel de beste resultaten gaf - nauw gevolgd door het op WGS gebaseerde model. Ze lieten ook zien welk type algoritme (‘SVM’) de beste resultaten gaf. Het project geeft aanknopingspunten voor verder onderzoek.
Netter nieten
Jaarlijks wordt bij zo’n 700.000 mensen colorectale kanker (ook wel aangeduid als dikkedarmkanker) gediagnosticeerd. De meest voorkomende behandeling is het weghalen van een deel van de darm, waarbij de uiteinden van de darm met chirurgische nietmachines weer worden verbonden. Een veelvoorkomende complicatie bij deze procedure zijn anastomotische lekkages, waarbij overlappingen van rijen nietjes een risicofactor vormen. Literatuuronderzoek van een groep studenten laat zien dat er meerdere technieken zijn die gebruikt worden voor het voorkomen van overlappende nietrijen. Echter, deze technieken zijn tijdrovend en vereisen een hoog vaardigheidsniveau van de chirurg.
Om een oplossing voor dit probleem te bedenken, werkte het studententeam drie concepten uit waarbij het concept van de ‘HookedAnvil’ het beste naar voren kwam. Dankzij een specifiek werkingsmechanisme kunnen overlappende nietrijen worden voorkomen. De studenten werkten het uit tot een functioneel 3D-geprint prototype.
De studenten maakten een testopstelling en lieten zien dat bij gebruik van de HookedAnvil significant minder overlappende nietrijen ontstonden. Aangezien de HookedAnvil naadloos kan worden toegevoegd aan het huidige operatieproces, kan het zorgen voor een snelle en gemakkelijke implementatie binnen dit chirurgische gebied en daarmee het risico op overlappende nietrijen, met mogelijke complicaties van dien, verlagen.
Groenere gezondheidszorg
Een ander opvallend onderzoeksproject had als doel bij te dragen aan de vergroening van de gezondheidszorg. Een studententeam presenteerde een ontwerp van een schoon te maken opblaasapparaat dat gebruikt wordt bij dotteren, een veel voorkomende ingreep. Het opblaasapparaat dat ervoor wordt ingezet, is voor eenmalig gebruik. De studenten onderzochten mogelijkheden voor een ontwerp dat te steriliseren is en hergebruikt kan worden. Drie conceptontwerpen zijn 3D geprint en getest op functionaliteit, veiligheid en mogelijkheid tot reinigen. Het concept ‘Dubbele Moer’ kwam als beste uit de test.
Het is nog niet mogelijk om het apparaat volledig herbruikbaar te maken, en het is niet zeker of sterilisatie de duurzaamste optie is, maar met het onderzoek wilden de studenten de medische wereld bewuster maken van de flinke CO2 footprint van de gezondheidszorg en bewegen naar een duurzamer gezondheidszorgsysteem.
Ontwikkelen met je doelgroep
Samen met je doelgroep innoveren: voor het Zuid-Hollandse bedrijf Momo Medical is dat de succesfactor voor verdere opschaling van hun innovaties. Als winnaar van de publieksprijs van de Nationale Zorginnovatieprijs deelden zij hun leerpunten met het publiek en gaven de afstudeerders een belangrijke boodschap mee: betrek je beoogde doelgroep bij de doorontwikkeling van je innovatie. Met sprekende voorbeelden liet Momo Medical zien hoe dat leidt tot nieuwe inzichten en toepassingen. Tijdens de door Medical Delta gehoste pauzepresentatie gaf het bedrijf een inkijkje in de kansen en uitdagingen die opdoen tijdens de belangrijke opschalingsfase van een zorginnovatie.
