VUB-onderzoeker Pooria Iranian ontwikkelde een endoscopische beeldvormingstechniek om inwendige organen beter te kunnen bekijken tijdens de operatie. Met een innovatieve camera kan men zo kankercellen in real time in beeld brengen. Door de FLT-technologie te combineren met gewone witte-licht-endoscopie, krijgen chirurgen een veel beter zicht op het verschil tussen gezond en ziek weefsel.
Pooria Iranian, doctoraatsstudent aan de onderzoeksgroep ETRO van de Vrije Universiteit Brussel (VUB), heeft een nieuwe endoscopische beeldvormingstechniek ontwikkeld. De techniek – fluorescentie-levensduurbeeldvorming – maakt gebruik van een speciale, supersnelle camera (de tauCAM) om de binnenkant van het lichaam te bekijken en afwijkend weefsel, zoals kankercellen, in beeld te brengen. Het systeem maakt real-time (directe) beeldvorming mogelijk. “Ons doel was om een extra dimensie toe te voegen aan klassieke endoscopie,” legt de onderzoeker uit.
Kanker opsporen en behandelen is erg complex, zeker tijdens operaties waarbij het essentieel is om precies te zien welk weefsel ziek is en welk gezond. Bestaande beeldvormingstechnieken, zoals MRI of CT-scans, geven vaak geen voldoende gedetailleerd of direct beeld om tumoren exact te verwijderen.
Nieuw systeem
Fluorescentiebeeldvorming is een techniek die in opkomst is en die gevoelige, real-time beelden van weefsel geeft. Toch heeft de klassieke methode – die werkt op basis van lichtintensiteit – beperkingen. Het is moeilijk om verschillende kleurstoffen van elkaar te onderscheiden als hun licht hetzelfde lijkt. Een betere aanpak is fluorescentie-levensduurbeeldvorming (FLT). Daarbij telt niet hoe fel het licht is, maar hoelang het blijft ‘nagloeien’. Die methode is betrouwbaarder, minder afhankelijk van de hoeveelheid kleurstof en geeft een beter beeld van de omgeving in het weefsel.
Om de precisie tijdens kankeroperaties te verbeteren, ontwikkelde de onderzoeksgroep een nieuw systeem met de zogenoemde Current-Assisted Photonic Sampler (CAPS). De geavanceerde camera maakt het mogelijk om FLT-beelden te maken in het nabij-infraroodlicht (700–900 nm), dat dieper in weefsels kan doordringen dan zichtbaar licht.
Door de FLT-technologie te combineren met gewone witte-licht-endoscopie, krijgen chirurgen een veel beter zicht op het verschil tussen gezond en ziek weefsel.
Klassieke systemen gebruiken aparte camera’s voor RGB (rood-groen-blauw) en FLT, wat tot problemen leidt met afstelling en omvang. Daarom ontwierp het team een compact systeem dat een klassieke Hopkins-endoscoop combineert met een geavanceerde time-gated camera op basis van de tauCAM. Daarnaast ontwikkelden ze een deep learning-algoritme (FLTCNN) dat nauwkeurig de fluorescentielevensduur inschat, zonder dat daarvoor complexe parameters nodig zijn. Daardoor werkt het systeem sneller én kan het in real-time gebruikt worden tijdens een operatie.
Bovendien introduceerden ze een nieuwe techniek: tijd-gescheiden RGB-beeldvorming. Hierbij wordt de operatiescène achtereenvolgens verlicht met rode, groene, blauwe en nabij-infrarood lichtpulsen. Zo worden tegelijkertijd gewone en FLT-beelden verzameld, die op elkaar gelegd kunnen worden voor een volledig beeld tijdens de ingreep.
Derde oog
Hun onderzoek pakt een belangrijk knelpunt aan: het efficiënt registreren van de lichtrespons en het drastisch verminderen van het aantal benodigde meetmomenten. Door RGB en FLT te combineren in één camera, wordt het systeem compacter, preciezer en gebruiksvriendelijker voor chirurgen. Dat betekent een grote stap vooruit in de technologie van medische beeldvorming, met meer nauwkeurigheid en betere resultaten voor kankerpatiënten.
Met zijn doctoraatsonderzoek – waarvan delen gepubliceerd werden in MDPI Sensors (2025) – vestigt Pooria Iranian de aandacht op een nieuwe generatie beeldvormingstechnologieën, waarin natuurkunde, optica en kunstmatige intelligentie samenkomen om de geneeskunde te verbeteren. “We willen de chirurg geen nieuwe ogen geven,” besluit Iranian, “maar wel een derde oog: eentje dat door de tijd heen kijkt, in het leven zelf.”
