Een wiskundig model dat artsen moet ondersteunen in de behandeling van patiënten met brandwonden. De afgelopen jaren heeft Ginger Egberts, onderzoeker bij Brandwondenzorg Nederland, met haar onderzoek hierin grote stappen gemaakt. “We hebben inzicht gekregen in de stabiliteit en de mogelijkheden van een wiskundig model. Uiteindelijk moet het model het ontstaan van bewegingsproblemen door littekens bij mensen met brandwonden voorspellen. Dan kan er samen met de patiënt voor een passende behandeling worden gekozen.”
Tot op heden is nog niet helemaal bekend hoe brandwonden genezen. Dat dit een complex proces is en problemen met zich meebrengt, is iets waar brandwondenpatiënten op dagelijkse basis mee worden geconfronteerd. Een van de problemen is zogenaamde contractie – het samentrekken van littekens. “Patiënten met ernstige brandwonden kunnen hier veel last van hebben. Het litteken komt onder spanning te staan en is minder flexibel, waardoor patiënten moeite kunnen hebben met bepaalde bewegingen. Denk bijvoorbeeld aan het draaien van je nek of het strekken van je arm. In het ernstige geval kunnen patiënten zelfs invalide worden”, vertelt Egberts.
Om dit te voorkomen, kunnen artsen voor verschillende behandelingen kiezen. Alleen is niet altijd duidelijk waarom een behandeling wel of juist niet werkt. Om een arts te ondersteunen bij het maken van de juiste keuze, is er een wiskundig model ontwikkeld waarin de reactie van het lichaam, met name de huid, kan worden gesimuleerd. “Zo kan worden ingeschat of een behandeling kan helpen. Het model kan alleen nu nog niet worden gebruikt in het ziekenhuis. We hebben de afgelopen tijd onderzocht wat de grenzen van het model zijn. We hebben enorme stappen gezet. Zo we weten nu waar we het model moet aanpassen om het realistischer te maken. Ook is nu duidelijk hoeveel vrijheid we in het model hebben en hoe we de simulaties kunnen versnellen.”
Het wiskundige model is erg complex en uitgebreid. “Dat is juist de uitdaging”, legt Ginger uit. “We willen alle variabelen, zoals verschillende huidlagen en cellen, meenemen zodat we zo goed mogelijk kunnen voorspellen hoe littekens zich gaan gedragen. We hebben bijvoorbeeld gekeken naar de rol van het eiwit collageen. Deze waarden verschillen tussen patiënten, maar ook tussen de verschillende onderdelen van het lichaam. Het meenemen van deze verschillen is belangrijk om beter te kunnen voorspellen hoe de genezing van een brandwond verloopt.”
De afgelopen tijd hebben Egberts en haar collega’s de stabiliteit van het model onderzocht. “Dit is belangrijk om het model verder te ontwikkelen, maar ook om te bepalen wat de beperkingen van het model zijn. Ook hebben we aangetoond dat het model mogelijk voor verschillende patiënten en leeftijden gebruikt kan worden. Dit is erg belangrijk, want elke brandwond en elke patiënt is anders.”
Voor haar onderzoek werkte ze samen met Fred Vermolen, hoogleraar Computationele Wiskunde aan de Universiteit Hasselt in België. “We werken er nu aan om het model te verbeteren en uit te breiden, en de toepassing van neurale netwerken. Neurale netwerken kunnen allerlei complexe verbanden nabootsen in een zeer korte tijd. Zo hebben we de voorspellingen al veel sneller gemaakt. Hiermee wordt het wiskundige model in de toekomst ook toegankelijk in de kliniek en niet enkel op het kantoor van de wiskundige”, legt Vermolen uit. “Omdat we ook zeer veel klinische data nodig hebben, is het onderzoek een multidisciplinaire samenwerking tussen verschillende onderzoekers en patiënten om weer een stap te zetten om het model te gaan gebruiken in de praktijk.”
