Natuurkundige Jan-Jakob Sonke promoveerde op zaalakoestiek, maar zag niets in een carrière in het verbeteren van de akoestiek in concertgebouwen.
Nu loopt hij in een witte jas door het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis. Daar helpt hij mee bij de ontwikkeling van een bestralingsapparaat tegen kanker. Met spectaculaire resultaten.
Op het eerste gezicht lijkt Jan-Jakob Sonke (36) net een gehaaste dokter als hij met zijn witte jas aan met grote stappen door het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis beent. Maar zodra Sonke door een glazen deur zijn kantoor binnengaat, gaat de doktersjas uit. Dit is zijn domein: kleine kamertjes vol monitoren met daarop afbeeldingen van het binnenste van het menselijk lichaam, en een hoop computerapparatuur.
Het lijkt vreemd om Sonke op de researchafdeling van het ziekenhuis rond te zien lopen, als je bedenkt dat hij in 2000 promoveerde op zaalakoestiek. Maar voor de natuurkundige is de overstap van concertgebouw naar ziekenhuis vrij logisch. “Ik wilde iets doen dat maatschappelijk nuttig is. Het is veel interessanter om apparaten te ontwikkelen en te verbeteren die mensen helpen in hun strijd tegen kanker, dan de akoestiek te verbeteren in het theater van Lutjebroek”, grinnikt Sonke. “En gelukkig zit er een aantal overeenkomsten in de analyses en de algoritmes van zaalakoestiek en het onderzoek dat ik hier doe.”
Tijdens de beginjaren in het ziekenhuis onderzocht Sonke de mogelijkheden van het integreren van een EPID-camera en een bestralingsapparaat. De EPID-camera vangt de straling op die door de patiënt heen gaat en maakt daarmee een megavoltfoto. Deze foto moet meer duidelijkheid geven over de positie van de patiënt en de tumor tijdens de bestraling. “Overdag werd het bestralingsapparaat gebruikt om mensen te behandelen, dus moest ik al mijn onderzoek doen nadat de patiënten weg waren. Ik heb heel wat roti-kip in het ziekenhuis verorberd, in die tijd.”
Na twee jaar bleken de mogelijkheden toch beperkt. “Ik had de straling die nodig is voor een megavoltfoto met een factor vier weten te reduceren, maar het beeld dat we van de patiënt kregen, bleef onduidelijk. Het enige wat je tijdens de bestraling kon zien van het binnenste, waren de botten.” Hij pakt er een CT-scan bij, en wijst op de plek waar bij mannen de prostaat zit. “Kijk, dit zijn een aantal herhaal CT-scans van dezelfde man, maar genomen op verschillende dagen. De ene dag zit zijn prostaat hier, de andere dag wordt de prostaat weggedrukt door omliggende organen. De megavoltfoto tijdens de bestraling liet zien waar de botten zitten. Dan kun je vervolgens proberen te achterhalen, waar de tumor zit. Maar omdat het orgaan nooit precies op dezelfde plek zit en beweegt ten opzichte van deze botten, is de tumorplek maar met beperkte nauwkeurigheid te bepalen.”
Om zeker te zijn dat de tumor echt wordt geraakt, wordt er vaak een groter gebied bestraald. “Je had twee uitersten”, zegt Sonke. “Meer bestralen, met als gevolg dat je ook gezonde organen beschadigt, zoals . in het geval van prostaatkanker, het rectum. Daardoor kan iemand incontinent worden, heel vervelend. Het andere uiterste is te weinig bestralen omdat je niet de kans wilt lopen andere organen te beschadigen. Maar dan loop je weer het risico dat je een gedeelte van de tumor mist.”
Voor Sonke was de noodzaak om een bestralingsapparaat te ontwikkelen dat tijdens de bestraling de tumor en de omliggende organen kan afbeelden, dus meer dan duidelijk. “Het werd nog duidelijker toen bleek dat in Amerika artsen experimenteerden met een hogere bestralingsdosis. Mensen hoeven daardoor minder vaak te worden bestraald. Deze aanpak bleek heel succesvol, maar dan moet je wel zeker weten dat je ook de juiste plek bestraalt.”
Sonke en collega’s gingen dan ook hard aan de slag om een cone beam CT scanner te integreren met een bestralingsapparaat. Een cone beam CT scanner heeft aan een halve rotatie genoeg om een driedimensionaal beeld van de interne anatomie van de patiënt te verkrijgen. Sonke berekende tot op de millimeter nauwkeurig of de scanner en het bestralingsapparaat met elkaar correspondeerden. Toen dat eenmaal het geval was, moest ook nog de snelheid van het apparaat worden opgeschroefd. “In het begin duurde het drie kwartier voordat er een beeld gereconstrueerd was en de bestraling kon beginnen. Dat kon natuurlijk niet, je kunt iemand niet iedere keer drie kwartier stil laten liggen. De scan mocht maar een paar minuten duren, en moest gelijktijdig met de bestraling een beeld geven van de organen, botten en tumor.”
In anderhalf jaar tijd ging de software van een langzame tweedimensionale simulatie naar een realtime driedimensionale reconstructie van echte beelden, en was het apparaat klaar voor het eerste gebruik. “Dat was fantastisch”, zegt Sonke. “Je weet dat al dat rekenwerk nu in dat apparaat zit, en dat daar zoveel meer mensen mee geholpen worden dan daarvoor. Doordat het apparaat zo precies is, zijn de complicaties beperkt en is de genezingskans hoger.”
Sonke en collega’s bedachten ook nog de vierde dimensie: de ademhaling. Voor iemand met prostaatkanker maakt die vierde dimensie niet zoveel uit, maar iemand met longkanker is er zeer bij gebaat. “Voordat we de vierde dimensie hadden, waren de beelden van de long toch wat onduidelijk. Toen bedachten we: de ademhaling is een periodieke beweging; je kunt ‘m in stukjes hakken. Dat deden we, en toen bleek het beeld ineens heel helder.” Met als gevolg dat ook mensen met longkanker goed bestraald kunnen worden, waardoor risicovolle operaties met een lang genezingsproces in de toekomst wel eens tot het verleden kunnen gaan behoren.
Tijdens zijn studie aan de TU was Sonke allesbehalve praktisch ingesteld. “Ik dacht in die tijd dat ik meer een theoretisch fysicus was. In Delft was iedereen heel pragmatisch ingesteld. Als je de sommen kon maken, was het goed. Maar ik wilde weten wat er achter zat. Ik wilde het me ook kunnen voorstellen. Er was weinig ruimte voor discussies. Nu zeg ik: ik ben een ingenieur. Ik heb er lol in om praktische problemen op te lossen. Daarom past dit werk, vol praktische problemen, zo goed bij mij. En dan te bedenken dat ik tijdens mijn studie bijna was overgestapt naar een andere universiteit in een andere stad, waar ze meer aandacht hadden voor theoretische fysica. Maar achteraf had ik dat waarschijnlijk heel onbevredigend gevonden, omdat ik dan minder oplossingsgericht zou denken.”
Een andere reden waarom Sonke uit Delft weg wilde, waren zijn medestudenten. “Tijdens de kennismakingsweek ging ik met twintig man om, met wie ik goed kon opschieten. Daar bleven er uiteindelijk twee van over, de rest van mijn vrienden stopte met z’n studie. Dat was wel zuur. Ik wilde graag met veel verschillende mensen met verschillende ideeën omgaan, maar iedere jongere in Delft was aan de TU verbonden. Het duurde daarom vrij lang voordat ik mijn draai had gevonden. Maar met die ene jongen die overbleef, ben ik een band begonnen, Physfunk. We speelden op Bouwkundefeesten en in Het Paard in Den Haag. En in Limburg had ik ook nog een bandje, waarbij ik drumde. Daardoor had ik het erg druk met muziek maken.”
Het spijt de natuurkundige niet dat de muziek nu vrijwel uit zijn leven is verdwenen. “Dit is een heel interessant wetenschappelijk gebied. De nieuwe hype is om erachter te komen hoe tumoren precies op bestraling reageren, en hoe je dat moet afbeelden. Weet je, ik werd vroeger al zenuwachtig als ik een presentatie moest houden, tijdens mijn studie. Nu sta ik vaak op grote podia over de meest recente ontwikkelingen te vertellen, en is iedereen enthousiast over onze resultaten. Dat is geweldig.”
Naam: Jan-Jakob Sonke
Woonplaats: Amsterdam
Leeftijd: 36
Verliefd/verloofd/getrouwd: verliefd
Studie: Natuurkunde
Afstudeerrichting: zaalakoestiek
Afstudeerjaar: 1995
Loopbaan: Promotie bij Natuurkunde TU Delft op zaalakoestiek, van 2000 tot 2004 postdoc researchfysicus bij het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis. Sinds 2004 is hij daar projectleider.
Op het eerste gezicht lijkt Jan-Jakob Sonke (36) net een gehaaste dokter als hij met zijn witte jas aan met grote stappen door het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis beent. Maar zodra Sonke door een glazen deur zijn kantoor binnengaat, gaat de doktersjas uit. Dit is zijn domein: kleine kamertjes vol monitoren met daarop afbeeldingen van het binnenste van het menselijk lichaam, en een hoop computerapparatuur.
Het lijkt vreemd om Sonke op de researchafdeling van het ziekenhuis rond te zien lopen, als je bedenkt dat hij in 2000 promoveerde op zaalakoestiek. Maar voor de natuurkundige is de overstap van concertgebouw naar ziekenhuis vrij logisch. “Ik wilde iets doen dat maatschappelijk nuttig is. Het is veel interessanter om apparaten te ontwikkelen en te verbeteren die mensen helpen in hun strijd tegen kanker, dan de akoestiek te verbeteren in het theater van Lutjebroek”, grinnikt Sonke. “En gelukkig zit er een aantal overeenkomsten in de analyses en de algoritmes van zaalakoestiek en het onderzoek dat ik hier doe.”
Tijdens de beginjaren in het ziekenhuis onderzocht Sonke de mogelijkheden van het integreren van een EPID-camera en een bestralingsapparaat. De EPID-camera vangt de straling op die door de patiënt heen gaat en maakt daarmee een megavoltfoto. Deze foto moet meer duidelijkheid geven over de positie van de patiënt en de tumor tijdens de bestraling. “Overdag werd het bestralingsapparaat gebruikt om mensen te behandelen, dus moest ik al mijn onderzoek doen nadat de patiënten weg waren. Ik heb heel wat roti-kip in het ziekenhuis verorberd, in die tijd.”
Na twee jaar bleken de mogelijkheden toch beperkt. “Ik had de straling die nodig is voor een megavoltfoto met een factor vier weten te reduceren, maar het beeld dat we van de patiënt kregen, bleef onduidelijk. Het enige wat je tijdens de bestraling kon zien van het binnenste, waren de botten.” Hij pakt er een CT-scan bij, en wijst op de plek waar bij mannen de prostaat zit. “Kijk, dit zijn een aantal herhaal CT-scans van dezelfde man, maar genomen op verschillende dagen. De ene dag zit zijn prostaat hier, de andere dag wordt de prostaat weggedrukt door omliggende organen. De megavoltfoto tijdens de bestraling liet zien waar de botten zitten. Dan kun je vervolgens proberen te achterhalen, waar de tumor zit. Maar omdat het orgaan nooit precies op dezelfde plek zit en beweegt ten opzichte van deze botten, is de tumorplek maar met beperkte nauwkeurigheid te bepalen.”
Om zeker te zijn dat de tumor echt wordt geraakt, wordt er vaak een groter gebied bestraald. “Je had twee uitersten”, zegt Sonke. “Meer bestralen, met als gevolg dat je ook gezonde organen beschadigt, zoals . in het geval van prostaatkanker, het rectum. Daardoor kan iemand incontinent worden, heel vervelend. Het andere uiterste is te weinig bestralen omdat je niet de kans wilt lopen andere organen te beschadigen. Maar dan loop je weer het risico dat je een gedeelte van de tumor mist.”
Voor Sonke was de noodzaak om een bestralingsapparaat te ontwikkelen dat tijdens de bestraling de tumor en de omliggende organen kan afbeelden, dus meer dan duidelijk. “Het werd nog duidelijker toen bleek dat in Amerika artsen experimenteerden met een hogere bestralingsdosis. Mensen hoeven daardoor minder vaak te worden bestraald. Deze aanpak bleek heel succesvol, maar dan moet je wel zeker weten dat je ook de juiste plek bestraalt.”
Sonke en collega’s gingen dan ook hard aan de slag om een cone beam CT scanner te integreren met een bestralingsapparaat. Een cone beam CT scanner heeft aan een halve rotatie genoeg om een driedimensionaal beeld van de interne anatomie van de patiënt te verkrijgen. Sonke berekende tot op de millimeter nauwkeurig of de scanner en het bestralingsapparaat met elkaar correspondeerden. Toen dat eenmaal het geval was, moest ook nog de snelheid van het apparaat worden opgeschroefd. “In het begin duurde het drie kwartier voordat er een beeld gereconstrueerd was en de bestraling kon beginnen. Dat kon natuurlijk niet, je kunt iemand niet iedere keer drie kwartier stil laten liggen. De scan mocht maar een paar minuten duren, en moest gelijktijdig met de bestraling een beeld geven van de organen, botten en tumor.”
In anderhalf jaar tijd ging de software van een langzame tweedimensionale simulatie naar een realtime driedimensionale reconstructie van echte beelden, en was het apparaat klaar voor het eerste gebruik. “Dat was fantastisch”, zegt Sonke. “Je weet dat al dat rekenwerk nu in dat apparaat zit, en dat daar zoveel meer mensen mee geholpen worden dan daarvoor. Doordat het apparaat zo precies is, zijn de complicaties beperkt en is de genezingskans hoger.”
Sonke en collega’s bedachten ook nog de vierde dimensie: de ademhaling. Voor iemand met prostaatkanker maakt die vierde dimensie niet zoveel uit, maar iemand met longkanker is er zeer bij gebaat. “Voordat we de vierde dimensie hadden, waren de beelden van de long toch wat onduidelijk. Toen bedachten we: de ademhaling is een periodieke beweging; je kunt ‘m in stukjes hakken. Dat deden we, en toen bleek het beeld ineens heel helder.” Met als gevolg dat ook mensen met longkanker goed bestraald kunnen worden, waardoor risicovolle operaties met een lang genezingsproces in de toekomst wel eens tot het verleden kunnen gaan behoren.
Tijdens zijn studie aan de TU was Sonke allesbehalve praktisch ingesteld. “Ik dacht in die tijd dat ik meer een theoretisch fysicus was. In Delft was iedereen heel pragmatisch ingesteld. Als je de sommen kon maken, was het goed. Maar ik wilde weten wat er achter zat. Ik wilde het me ook kunnen voorstellen. Er was weinig ruimte voor discussies. Nu zeg ik: ik ben een ingenieur. Ik heb er lol in om praktische problemen op te lossen. Daarom past dit werk, vol praktische problemen, zo goed bij mij. En dan te bedenken dat ik tijdens mijn studie bijna was overgestapt naar een andere universiteit in een andere stad, waar ze meer aandacht hadden voor theoretische fysica. Maar achteraf had ik dat waarschijnlijk heel onbevredigend gevonden, omdat ik dan minder oplossingsgericht zou denken.”
Een andere reden waarom Sonke uit Delft weg wilde, waren zijn medestudenten. “Tijdens de kennismakingsweek ging ik met twintig man om, met wie ik goed kon opschieten. Daar bleven er uiteindelijk twee van over, de rest van mijn vrienden stopte met z’n studie. Dat was wel zuur. Ik wilde graag met veel verschillende mensen met verschillende ideeën omgaan, maar iedere jongere in Delft was aan de TU verbonden. Het duurde daarom vrij lang voordat ik mijn draai had gevonden. Maar met die ene jongen die overbleef, ben ik een band begonnen, Physfunk. We speelden op Bouwkundefeesten en in Het Paard in Den Haag. En in Limburg had ik ook nog een bandje, waarbij ik drumde. Daardoor had ik het erg druk met muziek maken.”
Het spijt de natuurkundige niet dat de muziek nu vrijwel uit zijn leven is verdwenen. “Dit is een heel interessant wetenschappelijk gebied. De nieuwe hype is om erachter te komen hoe tumoren precies op bestraling reageren, en hoe je dat moet afbeelden. Weet je, ik werd vroeger al zenuwachtig als ik een presentatie moest houden, tijdens mijn studie. Nu sta ik vaak op grote podia over de meest recente ontwikkelingen te vertellen, en is iedereen enthousiast over onze resultaten. Dat is geweldig.”
Naam: Jan-Jakob Sonke
Woonplaats: Amsterdam
Leeftijd: 36
Verliefd/verloofd/getrouwd: verliefd
Studie: Natuurkunde
Afstudeerrichting: zaalakoestiek
Afstudeerjaar: 1995
Loopbaan: Promotie bij Natuurkunde TU Delft op zaalakoestiek, van 2000 tot 2004 postdoc researchfysicus bij het Nederlands Kanker Instituut/Antoni van Leeuwenhoekziekenhuis. Sinds 2004 is hij daar projectleider.
Comments are closed.