HIP Star: vroege risicofactoren voor toekomstige heupartrose in kaart brengen
Heupartrose wordt meestal pas opgemerkt wanneer mensen pijn, stijfheid of moeite met bewegen krijgen. Tegen die tijd kan het ziekteproces al geruime tijd aan de gang zijn. Artrose is op dit moment niet te genezen. Behandelingen zijn vooral gericht op het verminderen van klachten. Wanneer die niet meer voldoende helpen, kan een heupvervangende operatie uiteindelijk de enige optie zijn. Maar wat als een deel van het risico al veel eerder ontstaat, terwijl het heupgewricht nog in ontwikkeling is?
HIP Star is een van de onderzoeksprojecten binnen het Convergence Health & Technology Flagship Healthy Joints. Het Flagship richt zich op preventie, vroege diagnostiek en persoonsgerichte behandeling van artrose. HIP Star draagt daaraan bij door te onderzoeken hoe het heupgewricht zich tijdens de kinder- en tienerjaren ontwikkelt en hoe die ontwikkeling het risico op heupartrose op latere leeftijd kan beïnvloeden.
Bij een veelvoorkomende en ingrijpende aandoening die niet meer kan worden teruggedraaid zodra zij is ontstaan, moet je onderzoeken of het ontstaan ervan kan worden voorkomen.
Waarom preventie belangrijk is
Naar verwachting is artrose in 2040 de meest voorkomende chronische aandoening in Nederland. Heupartrose kan grote gevolgen hebben voor het dagelijks leven. De aandoening kan lopen, werken, sporten en zelfstandig blijven bemoeilijken. Daarnaast brengt heupartrose hoge zorg- en maatschappelijke kosten met zich mee, onder meer door operaties en uitval op het werk.
Ondanks deze impact is er nog maar beperkt structurele aandacht voor primaire preventie: het voorkomen van heupartrose voordat de ziekte ontstaat. Dat geldt in het bijzonder voor risicofactoren die al een rol kunnen spelen terwijl het heupgewricht nog groeit. Een belangrijke eerste stap is daarom om oorzakelijke risicofactoren te herkennen en beter te begrijpen via welke mechanismen deze uiteindelijk tot artrose kunnen leiden.
.
Een vroege risicofactor: heupdysplasie tijdens de jeugd
HIP Star richt zich op een van die mogelijke risicofactoren: de ontwikkeling van heupdysplasie tijdens de kinderjaren. Bij heupdysplasie bedekt de heupkom de kop van het bovenbeen onvoldoende. Deze beperkte bedekking is een bekende risicofactor voor het ontstaan van heupartrose op latere leeftijd.
Om beter te begrijpen hoe heupdysplasie ontstaat, volgt HIP Star de ontwikkeling van het heupgewricht tijdens de kinder- en tienerjaren. Daarvoor maken de onderzoekers gebruik van het Generation R-cohort, een langlopend bevolkingsonderzoek waarin Rotterdamse kinderen gedurende hun ontwikkeling worden gevolgd. De onderzoekers bestuderen de heupontwikkeling vanaf ongeveer zesjarige leeftijd tot het achttiende jaar. Zo kunnen zij veranderingen tijdens de groei volgen, in plaats van alleen naar één momentopname te kijken.
.
Van 2D-metingen naar 3D-biomarkers
Het onderzoeksteam gebruikt bestaande DXA-beelden om in twee dimensies te meten hoe goed de heupkom de heupkop bedekt en hoe deze bedekking tijdens de groei verandert. Daarnaast ontwikkelen de onderzoekers nieuwe 3D-biomarkers op basis van MRI-beelden. Daarmee kunnen zij de vorm en bedekking van de heup nauwkeuriger in beeld brengen en volgen hoe het gewricht zich tijdens de kinder- en tienerjaren ontwikkelt.
Samen helpen deze methoden om beter te begrijpen hoe de bedekking van de heupkop zich ontwikkelt, hoe heupdysplasie kan ontstaan en welke mechanismen mogelijk bijdragen aan heupartrose op latere leeftijd.
.
Een concreet resultaat: de vorm van de heup meetbaar maken in 3D
IP Star heeft inmiddels geleid tot de ontwikkeling van een geautomatiseerde methode om de vorm en structuur van de heup te meten met geavanceerde 3D-biomarkers. De methode is toegepast op scans die vóór en na een peri-acetabulaire osteotomie zijn gemaakt. Dit is een heupsparende operatie waarbij de stand van de heupkom wordt aangepast om heupdysplasie te corrigeren.
Door de vorm van de heup voor en na de operatie met elkaar te vergelijken, kunnen veranderingen in de stand van de heupkom en de bedekking van de heupkop objectiever en per patiënt worden beoordeeld.
| Afstandskaarten van de heupvorm vóór en na de operatie, vergeleken met de gemiddelde anatomie van de algemene bevolking. De visualisatie laat zien hoe 3D-biomarkers kunnen worden gebruikt om veranderingen in de vorm van de heup en de bedekking van de heupkop per patiënt te meten. |
.
Wat dit kan veranderen
De kennis en methoden die binnen HIP Star worden ontwikkeld, kunnen op twee manieren van waarde zijn.
Op kortere termijn kan de 3D-meetmethode bijdragen aan een nauwkeurigere beoordeling van heupsparende operaties, zoals de peri-acetabulaire osteotomie. Door veranderingen in de vorm van de heup vóór en na de operatie objectief te meten, kan de methode helpen om behandelresultaten beter te beoordelen en de afhankelijkheid van subjectieve of tweedimensionale metingen te verminderen. In de toekomst kan dit bijdragen aan een consistentere, datagedreven voorbereiding en evaluatie van operaties.
Op langere termijn wil HIP Star bijdragen aan preventie. Door risicofactoren te herkennen die mogelijk een oorzakelijke rol spelen bij heupdysplasie en te onderzoeken hoe zij de bedekking van de heupkop tijdens de groei beïnvloeden, kan het project de basis leggen voor toekomstige preventiestrategieën. Deze zouden de ontwikkeling van de heup mogelijk kunnen beïnvloeden, het risico op of de ernst van heupdysplasie kunnen verminderen en uiteindelijk de gevolgen van heupartrose op latere leeftijd kunnen beperken.
Een heupprothese zou de laatste optie moeten zijn, niet een vroege. Door in te grijpen wanneer het gewricht nog in ontwikkeling is, willen we die operatie voor jonge patiënten zo lang mogelijk uitstellen of misschien zelfs voorkomen.
De volgende stap: van risicofactoren naar preventie
De volgende stap is om verder te gaan dan het beschrijven van verschillen in heupvorm en beter te begrijpen waarom deze verschillen tijdens de groei ontstaan. Hiervoor gebruikt het team beeldvormingsdata om modellen te ontwikkelen die laten zien hoe de bedekking van de heupkop tijdens de kinder- en tienerjaren verandert en welke risicofactoren daarbij mogelijk een rol spelen.
Uiteindelijk willen de onderzoekers zogenoemde eindige-elementenmodellen ontwikkelen. Dit zijn computermodellen waarmee kan worden nagebootst hoe factoren zoals lichaamsgewicht of lichamelijke activiteit het groeiende heupgewricht beïnvloeden. Vervolgens kan met deze modellen worden onderzocht wat er mogelijk gebeurt wanneer bepaalde risicofactoren veranderen.
Wanneer de modellen veranderingen in heupdysplasie laten zien die relevant kunnen zijn voor toekomstige zorg, en er mogelijke interventies worden gevonden, kunnen klinische studies worden opgezet om preventieve maatregelen bij mensen te onderzoeken.
HIP Star is op dit moment nog een onderzoeksproject en geen preventieprogramma dat al in de praktijk wordt toegepast. Wel laat het project een belangrijke verschuiving zien: van het behandelen van heupartrose nadat schade is ontstaan naar de vraag of een deel van het risico al eerder kan worden beïnvloed, terwijl het gewricht nog in ontwikkeling is.
.
De kracht van Convergence
Binnen HIP Star werken experts uit verschillende vakgebieden samen. Vanuit Erasmus MC is expertise betrokken op het gebied van vroege artrose, orthopedie, kindergeneeskunde, technische geneeskunde en medische beeldverwerking. TU Delft brengt kennis in over medische en biomechanische technologie, biomaterialen, weefselbiomechanica en machine learning.
.
Die combinatie is essentieel, omdat de onderzoeksvraag van HIP Star te complex is om vanuit één vakgebied te beantwoorden. Zorgprofessionals brengen het perspectief van de patiënt en de klinische praktijk in. Beeldvormings- en dataspecialisten halen betrouwbare informatie uit complexe beeldgegevens. Biomechanisch ingenieurs ontwikkelen modellen waarmee kan worden onderzocht hoe risicofactoren het groeiende heupgewricht beïnvloeden.
.
Daar ligt de meerwaarde van Convergence: het verbindt deze verschillende perspectieven rond één gezamenlijk doel. Niet pas behandelen wanneer heupartrose en gewrichtsschade al aanwezig zijn, maar onderzoeken of risicofactoren voor heupdysplasie beter kunnen worden begrepen, gemodelleerd en in de toekomst misschien zelfs beïnvloed terwijl het gewricht nog groe
Een beter begrip van hoe heupdysplasie tijdens de groei ontstaat, is essentieel. Deze kennis kan richting geven aan strategieën om heupdysplasie te voorkomen en daarmee het risico op artrose bij jonge mensen te verkleinen.
Betrokken onderzoekers op LinkedIn: