De ”Mona Lisa”, het wereldberoemde schilderij van Leonardo da Vinci dat te zien is in het Louvre te Parijs, is vooral bekend geworden vanwege de glimlach van de dame. Die wordt vaak als mysterieus omschreven.

Het werk is met geheimen omgeven. Daarom zijn onderzoekers in 2004 begonnen met een wetenschappelijke en technische studie naar het schilderij.

David Maresca, biomedisch technologisch onderzoeker bij het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam, liep toen hij student was aan de Université Paris Diderot drie maanden stage bij het restauratielaboratorium van het Louvre.

Hij onderzocht onder meer met welke verf de ”Mona Lisa” geschilderd is. Met een speciale lichttechniek kon hij achterhalen welke kleur het olieverfschilderij had toen het net geschilderd was. Inmiddels trekt het paneel krom en zijn de kleuren nogal donker. De lichttechniek bracht veel details naar voren die met het blote oog inmiddels nagenoeg onzichtbaar zijn.

Vet of kalk

De lichttechniek die bij het onderzoek van de ”Mona Lisa” is ingezet, kan ook worden gebruikt om de samenstelling van aanslibsels aan de bloedvatwand te analyseren.

Cardiologen zoeken al heel lang naar methoden om zulke arteriosclerotische plaques in bloedvaten op te sporen. Prof. dr. ir. Ton van der Steen, hoofd van het laboratorium biomedische technologie van het Thoraxcentrum in het Erasmus MC, test en ontwikkelt steeds weer nieuwe methoden om deze plaques in kaart te brengen.

De aanslibsels ontstaan door aderverkalking (arteriosclerose). Kleine plaques hinderen de bloedstroom in bijvoorbeeld de kransslagaders rond het hart niet. „Maar al vernauwen ze het bloedvat niet, toch zijn zulke plaques bepaald niet onschuldig”, zegt Van der Steen.

De samenstelling bepaalt of het aanslibsel stabiel of scheurgevoelig is. „Plaques kunnen bestaan uit kalk, bindweefsel en vet”, aldus de onderzoeker. „Bij een vette plaque met een dunne bindweefselkap kan de kap scheuren. Als hij vervolgens gaat ontsteken, komt het vet in contact met het bloed, vergelijkbaar met een puist die openspringt. Het vet komt dan in de bloedbaan terecht en kan via een chemische reactie een stolsel vormen. Dat stolsel kan op zijn beurt een acuut hart- of herseninfarct veroorzaken. Jaarlijks overlijden in Nederland als gevolg hiervan ruim 20.000 mensen.”

Een plaque die bestaat uit kalk groeit langzaam aan totdat hij uiteindelijk het bloedvat afsluit. Dat kan behandeld worden met bijvoorbeeld een stent, maar is niet levensbedreigend. Een vette plaque die scheurt, is dat wel.

Gasbelletjes

Een vraag die cardiologen al heel lang bezighoudt, is hoe een ‘onschuldige’ plaque van een vette plaque is te onderscheiden. Van der Steen doet daar al enkele decennia onderzoek naar.

Ruim tien jaar geleden ontwikkelde hij een methode om met hoogfrequente geluidsgolven de elasticiteit van het aanslibsel in de kransslagaders rond het hart vast te stellen. Vette plaque is zacht, terwijl kalk en bindweefsel hard zijn.

Voor dit onderzoek brengt de cardioloog via de lies een katheter in de slagader. Op de top van de katheter bevindt zich een echokristal dat met ultrasone geluidsgolven de vaatwand aftast. Op die manier wordt van de binnenste laag van het bloedvat een echoafbeelding gemaakt. Met deze gegevens kan een zogeheten palpogram worden gemaakt: een kaart van de elasticiteit van de plaque. Het onderzoek levert daarmee gegevens over de scheurkans van een aanslibsel.

Met dezelfde echogegevens valt ook de stroomsnelheid van het bloed en de hoeveelheid bloed die door het vat gaat, vast te stellen. Omdat het bloed zelf ultrageluid slecht reflecteert, test Van der Steen een speciaal contrastmiddel. Dat bestaat uit minuscule gasbelletjes met een doorsnee van ongeveer 3 micrometer die voorzien zijn van een dun schilletje. Om de dynamiek van de gasbelletjes te kunnen volgen, ontwikkelde zijn laboratorium, samen met de Universiteit Twente, een digitale hogesnelheidscamera die zo’n 25 miljoen plaatjes per seconde maakt.

Met nog kleinere gasbelletjes kunnen ook de bloedvaten in plaques en tumoren in beeld worden gebracht. Dat biedt bijvoorbeeld de mogelijkheid om op die plaats met medicijnen gevulde gasbelletjes te laten knappen die de vaatgroei van de plaque of de tumor tegengaan.

De nieuwste ontwikkeling in diagnostische techniek is de katheter met het echokristal ook te voorzien van een lichtspectroscoop. Van der Steen ontwikkelde met James Muller, Amerikaans cardioloog en Nobelprijswinnaar voor de vrede in 1985, en met het Amerikaanse bedrijf InfraReDx een katheter die beide technieken combineert.

Behalve in vijftien ziekenhuizen in Amerika wordt deze nieuwe techniek met de lichtspectroscoop wordt in Europa alleen nog toegepast in het Erasmus MC.

De kern van deze katheter draait met 1000 toeren per minuut als hij door het bloedvat getrokken wordt en verricht in het bloedvat vetmetingen op meer dan 30.000 plaatsen. Met de echofunctie wordt de arteriosclerotische plaque gemeten, terwijl met lichtspectroscopie de samenstelling daarvan kan worden vastgesteld. Bevat het aanslibsel vet, dan is onmiddellijk ingrijpen gewenst. Van der Steen: „Het is in zo’n geval van belang met een dotterprocedure precies op die plek een stent in het bloedvat te plaatsen.”

Jubileumsymposium

Tijdens een symposium op 10 februari in het DeLaMar Theater in Amsterdam presenteert biomedisch technologisch onderzoeker David Maresca de resultaten van zijn lichtspectroscopisch onderzoek aan de ”Mona Lisa” van Da Vinci en spreekt cardioloog en Nobelprijswinnaar James Muller over de toepassing van deze techniek in de cardiologie (eenwarmhart.nl). Het symposium wordt gehouden ter gelegenheid van het veertigjarig bestaan van het Interuniversitair Cardiologisch Instituut Nederland (ICIN).