Stichting Groendomein Wasven, Celebeslaan 30, 5641 AG EINDHOVEN

Transcriptie

1 1:

2 Wie zijn wij en wat is de FFL Vr u ligt het nderzek van het NXT generatin team. Ons team bestaat uit negen kinderen van Stichting Grendmein Wasven uit Eindhven, we den dit jaar vr de derde keer mee aan de FIRST LEGO League. Dit nderzek is gedaan vr de challenge van de FIRST LEGO League (FLL). De FLL is een grtschalige internatinale cmpetitie met wereldwijd ngeveer teams ( kinderen) uit 54 landen. FLL stelt zich tt del kinderen te enthusiasmeren vr techniek. Ons team heeft teamleden van verschillende leeftijden (10 t/m 15 jaar) en van 5 verschillende schlen (basisschl grep 7 t/m 3 e klas middelbare schl). De FLL bestaat uit 2 delen. Een rbt prestatie waarbij pdrachten met een zelf ntwikkelde en geprgrammeerde rbt meten wrden uitgeverd en een nderzek. De pdrachten en het nderzek sluiten aan bij het jaarlijks wisselende thema. Dit jaar is het FIRST LEGO League thema 2010/2011 Bdy Frward, "Technlgie ntmet Geneeskunde". De vraag is f FIRST LEGO League teams de kwaliteit van leven kunnen verbeteren? Met deze challenge meten de teams de grensverleggende wereld van de Bimedische Technlgie verkennen dr innvatieve manieren te ntdekken m letsel te genezen, genetische aanleg te verwinnen en de mgelijkheden van het menselijk lichaam te maximaliseren, met de insteek m een gelukkiger en geznder leven te leiden. Het nderzek is als vlgt gefrmuleerd Ga p zek naar hele nieuwe manieren m wnden te genezen, ziektes en handicaps te behandelen en te vrkmen dat mensen ziek wrden. Zdra jullie begrijpen he wetenschappers, ingenieurs en dkters samenwerken m plssingen te zeken, gaan jullie zelf nderzek den. Waarm lukt het smmige mensen niet m lang geznd te blijven? Wat zuden jullie daaraan kunnen den? 1. Welk prbleem willen jullie plssen? In de eerste fase van het prject begin je met het samenstellen van een lijst met zveel mgelijk lichaamsdelen, functies f systemen. Bedenk per nderdeel wat er allemaal mis kan gaan en he je lichaamsdelen kan beschermen, repareren f sterker maken. Zdra jullie lijst cmpleet is, kiezen jullie een lichaamsdeel, een functie (hren, ademen) f een systeem (bledsmlp) m verder te gaan nderzeken. He wrdt er samengewerkt met andere lichaamsdelen, functies f systemen m geznd te blijven? Welke gevaren liggen er p de ler? Dr welke wetenschappers, dkters en ingenieurs wrdt het nderzek gedaan? Ontdek he zij werken aan het geznd en sterk maken van het dr jullie gekzen lichaamsdeel, functie f systeem. En he gebreken hersteld wrden en ziektes bestreden. Ontdek met welke vraagstukken deze persn bezig is en kies er een waar jullie aan gaan werken. Kijk in nderzeksrapprten, lees beken en tijdschriften, zek p internet f hu een enquête. Zek experts p in het ziekenhuis f medisch labratrium bij jullie in de buurt. 2. Bedenk een vernieuwende plssing In de tweede fase van het prject gaan jullie vr een van de prblemen een vernieuwende plssing bedenken. Dat kan een geweldige uitvinding zijn f een spectaculaire verbetering van een bestaand middel. He lst dit het prbleem p? Wat met er gebeuren m het echt uit te veren. He gaat jullie idee mensen een geznder leven geven? Heeft jullie plssing te maken met reparatie, genezing f verbetering van een lichaam? 3. Deel met anderen In de derde fase van het prject is het tijd gewrden m anderen kennis te laten maken met jullie uitvinding en uit te leggen he het werkt. 2:

3 3: Inleiding Blz. 2 Inhud Blz. 3 t/m 4 Hfdstuk 1: Het lichaam Blz. 5 t/m 11 Lijst met lichaamsdelen Het skelet De spieren De belangrijkste lichaamssystemen De belangrijkste lichaamsfuncties Hfdstuk 2: Wat kan er mis gaan? Blz. 13 t/m 14 Lijst met lichaamsdelen He kan ik het beschermen, repareren f sterker maken? Hfdstuk 3: Het hart (nader nderzcht) Blz. 15 t/m 23 Buw van het hart Werking van het hart Het bled Prblemen met het hart Een hartstilstand De gevlgen vr de hersenen Vrkmen en genezen Hart specialisten Hfdstuk 4: Onze plssing Blz. 23 t/m 30 Feiten Kelen na een hartstilstand Waarmee kan je kelen? Onze uitvinding Mening van specialisten De NXT COOLiT De vrdelen Van 4 naar 5 stappen

4 4: Hfdstuk 5: Gedeeld met anderen Blz. 31 t/m 33 Prf. Dr Luis Peeraer, als lectr Health Innvatins and Technlgy verbnden aan de Fntys Paramedische Hgeschl Patrick Huthuizen, arts assistent cardilgie in het Catharina ziekenhuis Teamleider RAV, Henk de Vlder Dr. Ir. Pieter Leru, uitvinder micr clsysteem Kryz Wladimir Punt, Micrpelt Hersenstichting Edwin Kilsdnk (dcent reanimatie/aed) Richard Martens, dcent verpleegkunde in het Catharina ziekenhuishuis Kninklijke Nederlandse vereniging EHBO, afd. Eindhven 3M Dr. M.A. Kuiper, neurlg-intensivist, Medisch Centrum Leeuwarden en lid Wetenschappelijke Raad van de NRR, Leeuwarden Hartstichting Dr. Bart van der Wrp, Neurlg Universitair Medisch Centrum Utrecht Dr. Janneke Hrn, neurlg intensivist, Academisch medisch Centrum Amsterdam Maxime Verhagen, Minister van Ecnmische Zaken, Landbuw en Innvatie, viceminister-president Rb van Gijzel, Burgemeester van Eindhven Interview met ex hartpatiënten Bijlagen Blz. 34 t/m 40 Ons prttype (haalbaarheids nderzek) Na hartstilstand gered dr de ku Kelkast p een vingernagel Micrpelt thermelectric Peltier clers Brnvermelding Blz. 41 Beken Internetsites Artikelen

5 5: Stel een lijst samen met zveel mgelijk lichaamsdelen, functies f systemen. Als lichaamsdelen wrden gezien: 1. hfd 2. rmp 3. armen (met de handen en vingers) 4. en benen (met de veten en tenen). Het menselijk lichaam heeft vele rganen, lichaamsdelen en systemen die allemaal hun eigen functies hebben. In het lichaam zitten heel veel nderdelen zals: een skelet bestaande uit btten spieren, waarnder het middenrif bledsmlp, die mvat: hart bledvaten, waarnder: slagaders, aders en haarvaten het bled, waarin zich bevinden: witte bledcellen rde bledcellen bledplaatjes milt het zenuwstelsel, waarte behren: hersenen ruggenmerg zenuwen de spijsverteringsrganen, waarte gerekend wrden mnd; met daarin tng tanden en kiezen keel slkdarm maag darmen, nderverdeeld in twaalfvingerige darm dunne darm dikke darm endeldarm anus

6 6: vr het uitscheiden van vertllige stffen en afvalstffen zrgen: nieren lngen lever en galblaas huid veel hrmnen en andere stffen wrden geprduceerd dr de klieren, waarnder: alvleesklier bijnieren lymfeklieren hypfyse brst (bij vruwen) schildklier bijschildklieren zwezerik vrtplantingsrganen: vruwelijke mannelijke de zintuigen, wrden gevrmd dr: het gezichtsvermgen, waarvr de gen gebruikt wrden, waarin: iris, netvlies, glens het gehr, dat zich in het slakkenhuis bevindt tastrgaan, vrnamelijk in de huid het reukrgaan, dat zich in de neushlte bevindt smaak, p de tng Vrijwel het hele lichaam wrdt bedekt dr de huid, waarp zich haren bevinden. Elk rgaan is uit een aantal weefsels pgebuwd.

7 7: Znder skelet zu je niet kunnen leven. Dit kmt mdat het skelet veel stevigheid biedt aan de spieren. Zu je geen btten hebben, dan zu je als een vaatdek in elkaar zakken. Ok zrgen de btten ervr dat je kstbare rganen (hersenen, hart) niet wrden aangetast als er een keer iets tegen aan kmt. De schedel beschermt de hersenen. De ribben zrgen ervr dat het hart veilig blijft. De spieren zitten vast aan de btten. Je zu je arm niet kunnen ptillen als je spieren niet vast zitten aan je btten. Wat vr btten heb je? Een mens heeft veel btten, bij je gebrte heb je er 350, maar tegen de tijd dat je vlwassen bent heb je er ng maar 206. In een vet zitten 26 btjes, dat lijkt misschien heel veel, maar we kunnen nze tenen niet z ged bewegen als nze vingers. In een hand zit een btje meer: 27 Een grt iets als een been heeft eigenlijk maar heel weinig btten: namelijk maar 4. Je arm heeft er 3 hiernder een psmming van alle btten in je lichaam Btten in de hersenschedel (8) Btten in de aangezichtsschedel (14) In de hals (1) In het r (6) In de schudergrdel (4) In de rmp (25) In de wervelklm (24) In de arm (6) In de hand (54) In de pelvis (bekkengrdel) (4) In de benen (8) In de veten (52) Een spier is een weefselstructuur van cellen die de eigenschap hebben te kunnen samentrekken waardr beweging mgelijk is. Spierweefsel kmt in drie vrmen vr: dwarsgestreept spierweefsel, hartspierweefsel en glad spierweefsel. Er zijn circa 640 spieren aan te wijzen bij de gemiddelde mens. Afhankelijk van de gebruikte nderdeel wrden 640 tt 850 spieren gebruikt. Je kunt je spieren vergelijken met een marinet. Als je aan de tuwtjes trekt, beweegt het. Als je de tuwtjes lslaat valt de marinet als een pudding in elkaar. Zals je weet bestaat je lichaam uit een skelet, maar m dat skelet te bewegen heb je spieren ndig, namelijk skeletspieren. Spieren zitten bijna veral in je lichaam. Zij vrmen veertig prcent van je lichaamsgewicht. Maar spieren maken niet alleen beweging van je btten mgelijk. Je lngen hebben spieren m in en uit te ademen. Je hart is de grtste spiermassa van je lichaam. Je blaas bestaat uit spierweefsel. En f je het gelft f niet, elk haartje p je lichaam heeft een heel klein spiertje. Dat merk je als je kippenvel krijgt. Het spiertje van elk haartje trekt dan samen.

8 Ok leuk m te weten Als je lacht gebruik je 15 spieren En als je met je wenkbrauwen frnst gebruik je 40 spieren. Als je een stap zet gebruik je wel 200 spieren. Een mens heeft 650 spieren. 8: De belangrijkste lichaamssystemen zijn: De bledsmlp Het zenuwstelsel Het spijsverteringsstelsel Het ademhalingsstelsel De stfwisseling Het lymfevatenstelsel en De zintuigen Het bledsmlp f het bledvatenstelsel Bled vrmt het verversysteem van ns lichaam, het strmt vrtdurend m zuurstf, vedingsstffen en andere stffen aan weefsel te leveren en afvalprducten af te veren. Het bled draait rnd in ngeveer een minuut dr het hele lichaam, en tijdens zware inspanning in twintig secnden. Een vlwassen mens heeft tussen de vijf a zes liter bled in zijn lichaam. Het bled is nrmaal gesprken ngeveer 7,5% van het ttale gewicht. Een persn van 75 kilgram heeft 5,6 liter bled. Al het bled lpt dr bledvaten, die het bled naar al de belangrijke dingen lijdt, zals de rganen en de spieren. De mens heeft een geslten systeem van vaten waardr bled strmt. Er zijn 2 bledsmlpen, de kleine en de grte. De vaten verbinden het hart en de rganen en zrgen vr de aanver van zuurstf en vedingsstffen en vr de afver van afvalstffen zals klstfdixide. Ok zrgt de bledsmlp vr circulatie van hrmnen, afweerstffen en warmte. Het zenuwstelsel Znder zenuwen zu je niets kunnen velen. Sms lijkt dat wel eens handig, maar in werkelijkheid is dat tch anders. Dan zu je z ver spijkers heen kunnen lpen, f tegen de pen haard kunnen leunen. Dat zu tch geweldig zijn. Maar je hebt dan wel gede wnden. Je velt er alleen niets van. Alle mensen zullen je alleen wel raar aankijken met die brandwnden. Of als je je been breekt, dan kun je niets meer met je been maar lp je gewn dr. Dan zu alles alleen maar erger wrden, dus het is maar ged dat we zenuwen hebben. Als je zenuwen iets velen seinen ze dit meteen dr en dat is eigenlijk best handig Het zenuwstelsel stelt ns in staat uitwendige en inwendige prikkels waar te nemen. Deze prikkels registreren we met nze zintuigen. De reactie p die prikkels gebeurt in samenhang met spieren en rganen in de vrm van reflexen. Het zenuwstelsel heeft

9 k hgere functies in de vrm van cördinatie, willekeurige activiteit, geheugen en psychische prcessen. Het lichaam bezit twee zenuwstelsels, die, als men geznd is, nauw met elkaar samenwerken, namelijk: het centrale zenuwstelsel en het autnme zenuwstelsel'. De spijsvertering Spijsvertering betekent het verteren van vedsel (spijs) tt stffen die dr het lichaam kunnen wrden pgenmen. Dit gebeurt in het spijsverteringskanaal; buizen en lichaamshlten waarin het spijsverteringsprces plaatsvindt. Het ademhalingstelsel Bij rganismen is het ademhalingsstelsel van belang vr gaswisseling. He dit stelsel er uitziet verschilt per levensvrm. Bij mensen en veel andere zgdieren bestaat het ademhalingsstelsel uit lngen luchtpijp en spieren vr ademhaling. In het ademhalingsstelsel wrden zuurstf en klstfdixide uitgewisseld De stfwisseling Stfwisseling, k wel metablisme genemd is het geheel van bichemische prcessen die plaatsvinden in cellen en rganismen. Enzymen spelen hierbij een centrale rl. Het lymfevatenstelsel Het lymfevatenstelsel is het geheel van rganen, vaten en weefsels in het lichaam waarin zich hfdzakelijk lymfe en lymfcyten bevinden en getransprteerd wrden. De zintuigen Een zintuig is het een rgaan dat een mens f dier de mgelijkheid geeft een bepaald gedeelte van de werkelijkheid waar te nemen. 9:

10 10: Overzichtstabel van zintuigen bij de mens Zintuig Anatmie Prikkel Gewaarwrding Gezichtsvermgen Ogen Licht Zien Gehr Slakkenhuis Trilling Hren Reukzin Reukzintuig Mleculen/stffen Ruiken Smaakzin Tng Mleculen/stffen Preven Tastzin Huid Vervrming van de huid Velen Thermceptie.a. Huid Verwarming/afkeling van de huid Warmte/ku velen Nciceptie.a. Huid Extreme vervrming/pwarming/afkeling van de huid Pijn velen Evenwichtszin Evenwichtsrganen Beweging van endlymfe Evenwicht De eerste vier: gezichtsvermgen, gehr, reukzin en de smaakzin vrmen samen de speciale zintuigen. Velen kan men nderverdelen in drie aparte zintuigen, alle drie vrnamelijk gelegen in de huid Dit zijn aanraking/druk, warmte/ku en pijn. Deze drie vrmen de smatische zintuigen.

11 11: hart bled milt hersenen ruggenmerg mnd g slkdarm keel maag darmen nieren lngen lever en galblaas huid alvleesklier bijnieren lymfeklieren hypfyse brst (bij vruwen) schildklier bijschildklieren zwezerik Organen: hart hersenen, lngen, huid Een rgaan heeft meerdere cellen, k wel meercellig rganisme genemd dat een bepaalde levensfunctie uitvert, bijvrbeeld het hart, dat het bled rnd pmpt dr het lichaam. Meestal vrmt een rgaan een van zijn mgeving ged afgegrensd geheel en heeft het een specifieke vrm. Enkele rganen wrden in een grt aantal p allerlei plaatsen in het lichaam gevnden. Dit nemen we k wel een rgaansysteem. De belangrijkste rganen zijn: het hart, de hersenen, de lngen en de huid maar k nieren, darmen, lever zijn van grt belang. Het hart Het hart ligt in de brsthlte, iets naar links nder het brstbeen. Het is ngeveer z grt als een vuist. Het hart pmpt bled dr je lichaam heen. Als je hart er mee phudt dan strmt er geen bled meer dr je lichaam, en zu je niet meer verder kunnen leven. De hersenen De hersenen zitten in je hfd. Er zijn erhersenen: die zitten heel makkelijk in elkaar en wrden vral gebruikt bij slapen, eten, drinken, bsheid. Het buitenste deel van de hersenen is het slimst het maakt dat je kunt nadenken, schrijven rekenen enz. Dat is de hersenschrs. Met je hersenhelften is iets geks aan de hand.

12 12: De rechterhersenhelft zrgt vr het linker deel van je lichaam. En de linkerhersenhelft zrgt dus vr je rechter deel van je lichaam. Hersenen helpen je bij van alles je det. Veel dingen gebeuren znder er bij na te denken, zals slapen, ademhalen en sms k je bewegingen zals een reflex (zmaar iets den per ngeluk, bijvrbeeld snel je hand terugtrekken als je je verbrandt). Je hersenen helpen je k bij dingen te nthuden die je net geleerd hebt z leer je steeds meer bij. Van jng tt ud ben je aan het leren. Je kunt en weet steeds meer. Daarbij is nthuden belangrijk. Want als je niets nthudt kun je k niet leren. De lngen Je lngen zrgen er vr dat je in- en uitademt. Elke keer dat je inademt kmt er zuurstfrijke lucht juw lngen binnen. Bled neemt deze zuurstf naar alle delen van juw lichaam waar het wrdt gebruikt dr alle cellen. Wanneer jij uitademt, wrdt alle kldixide die juw lichaam heeft geprduceerd ververd en verwijderd uit juw lichaam. Bij de ademhaling strmt er lucht via de neus- f mndhlte, dr de luchtpijp met zijn vertakkingen naar de lngen. De lngen bevatten lngblaasjes waar de gasuitwisseling plaatsvindt, waarbij zuurstf vanuit de lucht wrdt pgenmen in het bled en klstfdixide wrdt afgegeven aan de lucht. De zuurstfarme en klstfdixiderijke lucht wrdt vervlgens weer uitgeademd dr de neus f de mnd. Dr de ademhaling vindt gaswisseling plaats en dit maakt het leven mgelijk De huid Huid f vel vrmt de buitenste bekleding van het lichaam van mens en dier. De huid wrdt sms beschreven als het grtste rgaan van de mens, mdat de gehele huid meer weegt dan welk intern rgaan dan k. Je huid zrgt er vr dat er geen bacteriën en ander vuil naar binnen kmen. En als je geen vel hebben zu, zu al je bled er z uit lpen en zu je daarm ddgaan.

13 13: Bedenk per nderdeel wat er allemaal mis kan gaan en he je lichaamsdelen kan beschermen, repareren f sterker maken. Lichaamdelen Met het skelet Met de spieren Met de bledsmlp Met het zenuwstelsel Met de spijsverteringsrganen Bij het uitscheiden van vertllige stffen en afvalstffen Met de hrmnen Met de vrtplantingsrganen Bij de zintuigen Hart Bledvaten (slagaders, aders haarvaten) Bled (witte,rde, bledplaatjes) Milt Hersenen ruggenmerg Zenuwen Mnd (tanden, tng) Keel Slkdarm Maag Darmen (12 vingerigedarm, dunne en dikke darm, endeldarm) Nieren Lngen Lever en galblaas Huid Alvleesklier Bijnieren Lymfeklieren Hypfyse Brsten Schildklier Bijschildklieren Zwezerik Vruwelijk Mannelijk Ogen (netlies, lens) Oren Huid Neus Mnd (tng) Wat kan er fut gaan Breken Scheuren spierziekte Stppen met klppen Scheur wnd Hersenvliesntsteking scheuren Tanden kunnen beschadigen Stikken Vergiftiging Braken buikpijn Suikterziekte Aut imuumziekte Kanker, beschadiging Beschadiging ntsteking Ontsteking Fechrmcytm Kanker Papituitacisme Brsten Ontsteking Ontstekkng Niet in je lichaam Ontsteking kanker Scheurtje Ontsteking Wnd Verkudheid Bijten p tng

14 14: Lichaamdelen Wat kan er fut gaan He kan je het beter maken? Met het skelet Breken Stabiliseren en gips Met de spieren Met de bledsmlp Met het zenuwstelsel Met de spijsverteringsrganen Bij het uitscheiden van vertllige stffen en afvalstffen Met de hrmnen Met de vrtplantingsrganen Bij de zintuigen scheuren spierziekte aangebren afwijking Stppen met klppen Scheur Wnd Dichtslippen Aangebren afwijking Hersenvliesntsteking Scheuren Aangebren afwijking Tanden kunnen beschadigen Stikken Vergiftiging Braken Buikpijn Ziekte (bijv. van crhn) Suikerziekte Kanker, beschadiging Beschadiging ntsteking Ontsteking Fechrmcytm Kanker Papituitacisme Brsten Ontsteking Niet in je lichaam Ontsteking kanker Scheurtje Ontsteking Wnd Verkudheid Bijten p tng Zalf, fysitherapie, peratie, rde lamp, warm bad, niets, Medicijnen Reanimatie Operatie Bledtransfusie Medicijnen Medicijnen Tandarts, trekken, peratie, veel drinken, maag schnmaken, slapen medicijnen Sms niets, peratie, medicijnen medicijnen Operatie (weg halen) Radi therapie Verwijderen Raditherapie Medicijnen antibitica Medicijnen Operatie Bril, lenzen, peratie Medicijnen Verbinden Drp Niks den

15 15: Als de lijst cmpleet is, kiezen jullie een lichaamsdeel, een functie (hren, ademen) f een systeem (bledsmlp) m verder te gaan nderzeken. Het hart. nmisbaar Een prachtig stuk techniek! Bij het hart denk je aan de liefde. Dankzij je hart kan je lpen, vetballen, lachen en dus LEVEN. Wist je dat je hart maar liefst keer per dag slaat? Als je het ptelt, is dat elk jaar z'n 40 miljen keer. Je hart klpte zelfs al vr je werd gebren. En dat klppen det het niet vr niets: het hart is heel belangrijk en wrdt k wel de mtr van het lichaam genemd. Wat det het hart? Het hart pmpt bled rnd. De hele dag dr, elke dag weer. Het bled strmt dr heel veel grte en kleine bledvaten naar alle delen van je lichaam. Onderweg geeft het zuurstf en vedingsstffen af en haalt het klzuurgas en afvalstffen p. Zdat alle rganen en spieren hun werk ged kunnen den. Waar zit het hart? Het hart zit in je brstkas. Iets links van het midden, veilig achter je ribben, zdat het niet snel beschadigt als je valt f je ergens aan stt. Het hart is een hlle spier, ngeveer z grt als je gebalde vuist. Deze vuistregel gaat altijd p, het hart greit met je mee. Baby's hebben dus een klein hart, vlwassenen een grt hart. Kamers, bezems en kleppen Het hart is pgedeeld in een linker- en een rechterhelft. Elke helft heeft bvenin een bezem en nderin een kamer. Het bled kmt het hart binnen via beide bezems. De bezems pmpen het verder naar de kamers. Vanuit de kamers verlaat het bled het hart. De rechterkamer pmpt het naar je lngen, de linker naar de rest van je lichaam. Tussen de bezems en de kamers zitten kleppen. Het zijn een srt sluisdeuren die maar naar 1 kant pen kunnen. Ze zrgen ervr dat het bled niet terug kan strmen naar waar het vandaan kmt. Tussen de kamers en de slagaders zitten k zulke kleppen.

16 16: 1. Rechter bezem, 2. Linker bezem, 3. Bvenste hlle ader, 4. Arta, 5. Lngslagader, 6. Lngader, 7. Mitralisklep, 8. Artaklep, 9. Linker kamer, 10. Rechter kamer, 11. Onderste hlle ader 12. Tricuspidaalklep, 13. Pulmnalisklep Je hart pmpt zó sterk, dat het in 1 dag een tankwagen van liter zu kunnen vullen. Maar he gaat dat pmpen precies? En waardr wrdt het geregeld? Het hart heeft een heel slim besturingssysteem, waardr het steeds precies p tijd slaat. Klppen Het hart trekt samen en ntspant daarna weer. Dr deze beweging ntstaat de kracht die ndig is m het bled het hele lichaam dr te pmpen. De pmpbeweging nemen we de hartslag f het klppen van het hart. He grter en sterker de hartspier is, he minder vaak hij samentrekt en ntspant m het bled dr het lichaam te pmpen. Daar km je achter als je de hartslag van mensen van verschillende leeftijden met elkaar vergelijkt. Bij pasgebren baby's klpt het hart z'n 120 keer per minuut. Bij kinderen en jngeren is dat 80 tt 100 en bij vlwassenen 60 tt 70 keer per minuut. Trekken en persen Het klppen van het hart gaat zó snel, dat het 1 beweging lijkt. Maar in 1 slag gebeuren er verschillende dingen achter elkaar: het hart trekt 2 keer samen het hart perst k 2 keer Eerst kmt het bled via de aders in de bezems. Dan trekken de bezems samen en persen ze het bled naar de kamers. Pas daarna trekken de kamers samen. De rechterkamer pmpt het bled de lngslagader in en de linkerkamer pmpt het de arta in, waarna het naar de rest van je lichaam gaat. Dankzij de kleppen kan het bled niet terugstrmen van de kamers naar de bezems. En als het bled eenmaal in de slagaders zit, kan het k niet meer terug naar de kamers, mdat k hier kleppen tussen zitten. Besturingssysteem In je hart zit een besturingssysteem dat ervr zrgt dat de bezems en de kamers samentrekken. In dit systeem zitten 2 zenuwknpen: de sinusknp en de AV-knp. De sinusknp regelt het ritme van je hartslag. Hij stuurt kleine elektrische strmpjes naar de bezems. Die trekken daardr samen. De strmpjes kmen in de bezems aan bij AV-knp. Deze 2e knp is de strmverdeler: hij hudt de strmpjes heel even vast en verspreidt ze dan via een bundel zenuwdraden razendsnel ver de kamers. Hierdr trekken de kamers net iets later samen dan de bezems.

17 17: Wist je dat de hele bledsmlp 22 secnden duurt? En dat het bled met een snelheid van 11 kilmeter per uur dr je lichaam strmt? Tijdens de reis dr je lijf kmt het bled twee keer langs je hart. Eén keer maakt het een krte weg. Die nemen we de kleine bledsmlp. Eén keer neemt het een lange rute. Deze grte bledsmlp kun je vergelijken met een achtbaan. Geen plek in je lichaam kan znder zuurstf en vedingsstffen. Het hart pmpt bled dr je hele lijf m ervr te zrgen dat je rganen en spieren steeds geneg van die stffen hebben m hun werk ged te kunnen den. De buisjes waardr het bled strmt, nemen we de bledvaten. Wist je dat al je bledvaten samen meer dan kilmeter lang zijn? Dat is 2,5 keer de wereld rnd! Pasgebren baby's hebben 1 clablikje bled in hun lichaam. Vlwassenen hebben veel meer: 5 liter ngeveer. Dat is een halve emmer vl! Bled bestaat uit 4 verschillende nderdelen die elk een eigen belangrijke taak hebben: bledplasma rde bledcellen witte bledcellen bledplaatjes

18 18: Er kan heel wat fut gaan met ns hart bijvrbeeld dr: Angina pectris Hartfalen Bererte (TIA) Hartspierziekte Ontsteking van het hart Ademhalingsmeilijkheden Een elektriciteitsngeval Verdrinking Verbranding Hartinfarct / Hartaanval Orzaken Veel van deze aandeningen nemt men k wel Hart- en vaatziekten. Deze kmen vaker vr dan je denkt: 1 miljen Nederlanders hebben een hart- f vaatziekte en tt vr krt was dit ddsrzaak nummer 1 in ns land. Helaas kunnen we hart- en vaatziekten niet altijd genezen f vrkmen. Smmige hart- en vaatziekten zijn aangebren. De patiënt heeft al bij de gebrte een hartafwijking. Sms kmt dat dr een virusinfectie f verkeerde medicijnen van de meder tijdens de zwangerschap. In andere gevallen gaat het m een erfelijke aandening: de hartafwijking zit in de familie en de baby krijgt die daardr k. De meeste hart- en vaatziekten zijn dus niet aangebren. Ze wrden verrzaakt dr verkeerde leefgewnten, zals: Ongeznd eten, te weinig bewegen, alchl, rken, drugs, stress. Sms is de rzaak een cmbinatie van deze dingen. Een hartinfarct f k wel hartaanval wrdt verrzaakt dr slagaderverkalking. De bledvaten slibben een beetje dicht drdat vetten en chlesterl zich aan de wand hechten. Er kan dan een stlselvrming ntstaan. Als een stlsel lslaat en verderp in de bledsmlp vast kmt te zitten, wrdt het bledvat afgeslten. Hierdr krijgt het achterliggende weefsel geen bled en zuurstf waardr schade ntstaat, bijvrbeeld in de vrm van een hartinfarct. Alleen als je p tijd wrdt gereanimeerd, kun je de hartstilstand verleven. Znder reanimatie leidt een hartstilstand tt de dd. Hartmassage en beademing (reanimatie) huden kunstmatig de bledsmlp p gang. Een elektrische schk kan de nrmale hartslag weer herstellen (defibrillatie). Bij hartfalen kan het hart het bled niet ged in het lichaam rndpmpen. Dit kmt veel vr bij udere mensen, vral na een hartinfarct. Mensen met hartfalen zijn vaak me en hebben weinig energie. He erg een patiënt hier last van heeft, verschilt. De ene persn merkt er nauwelijks iets van, de ander wrdt me en gaat hijgen van een stevige wandeling en weer een ander is z benauwd dat hij f zij steeds p bed met liggen.

19 19: Bij een hartstilstand stpt het hart pltseling met pmpen. Meestal kmt dat dr een string in het ritme van het hart. Het hart trilt en trekt niet meer samen. Hierdr stpt de circulatie van het bled dr het lichaam. Een circulatiestilstand is dus eigenlijk een betere naam dan een hartstilstand. Een hartstilstand is vaak het gevlg van een hartinfarct, maar het kan bijvrbeeld k kmen dr een aangebren hartafwijking, verdrinking, elektrische schk. Een hartstilstand is erg gevaarlijk, want je raakt er na enkele secnde bewustels dr. Het hart kan het bled niet rndpmpen en daardr krijgen de hersenen geen zuurstf meer. Je ademhaling valt uit en de nrmale huidskleur verdwijnt. Na 4 tt 6 minuten raken hersencellen nherstelbaar beschadigd. Daarna lpen k andere rganen schade p. Net zals andere rganen hebben de hersenen grndstffen ndig vr de energievrziening: glucse en zuurstf. Zuurstf det de glucse verbranden, waardr energie vrijkmt. Met deze energie kunnen hersencellen zelf in leven blijven en elektrische signalen afgeven. Die signalen stellen ns in staat te denken, te leren, de spieren te bewegen; k ntvangen de hersenen signalen van de zintuigen. Hiervr met het bled cntinu grndstffen aanveren, mdat we daarvan geen vrraadje hebben. Wanneer de hersenen even geen tever hebben, stpt de verdracht van signalen. Die wrdt weer hervat zdra de energievrziening zich herstelt. Maar als de tever te lang stkt, gaan de cellen zelf dd en sterft er een deel van de hersenen af. Maar tegelijkertijd strmen schadelijke stffen die ergens anders in het lichaam zijn gemaakt als afweerreactie naar de hersenen. Daar richten ze extra schade aan de schade in de hersenen is dan definitief.

20 20: De kans dat een hart- f vaatziekte ptreedt, kan wrden ingeschat met behulp van een risicbepaling. Er wrdt dan een berekening gemaakt aan de hand van de aanwezige risicfactren: bleddruk, bledglucsegehalte, chlesterlgehalte, vergewicht, veding, lichaamsbeweging, leeftijd, geslacht en rken. Een hge bleddruk f een hg chlesterlgehalte p zich zijn geen ziekte, maar kunnen wel de kans p het ntstaan van een hart- en vaatziekte vergrten. Je kan de kans p het krijgen van een hart-f vaatziekte zelf verkleinen dr je leef- en vedingsgewnten aan te passen. De huisarts kan p grnd van de risicbepaling besluiten dat het ndig is m een behandeling met geneesmiddelen te starten. Geneesmiddelen Vr hart-en vaatziekten kan de arts verschillende geneesmiddelen vrschrijven. De meest bekende zijn: middelen tegen hge bleddruk, vchtafdrijvende middelen, chlesterlverlagers, bledverdunners, middelen m de hartspier(pmpwerking van het hart) te versterken en middelen m de zuurstfvrziening van het hart te verbeteren. Het kmt k vaak vr dat medicijnen alleen niet geneg helpen. Dan kan een peratie ndig zijn. De dkter det nader nderzek naar de rzaak en bepaalt welke behandeling het beste bij je past m herhaling te vrkmen. Mgelijke nderzeken zijn: hartkatheterisatie elektrfysilgisch nderzek (EFO) erfelijkheidsnderzek Hartkatheterisatie Dit nderzek dient m verstpte kransslagaderen p te spren. Eventueel vlgt een dtterbehandeling en stent plaatsing. Het nderzek gebeurt sms al krt na pname. Elektrfysilgisch nderzek (EFO) Dit nderzek is m ernstige hartritmestrnissen te ntdekken. Smmige ritmestrnissen zijn te behandelen met een ablatie. Een cardilg brandt hierbij haarden weg van waaruit een levensgevaarlijke hartritmestrnis kan ntstaan. Erfelijkheidsnderzek? Een hartritmestrnis kan het gevlg zijn van een afwijking in de genen. In de genen is ns erfelijk materiaal vastgelegd. Heeft u in de naaste familie mensen die vr hun 50 e levensjaar zijn verleden aan een hartstilstand f heeft u zelf een hartstilstand verleefd? Dan kan een erfelijke afwijking de rzaak zijn. Wetenschappers den veel nderzek. Vral naar de rzaken van de aandeningen. Maar k naar nieuwe peratietechnieken en geneesmiddelen. Z hpen ze patiënten in de tekmst ng beter te kunnen helpen. Behandeling Sms leidt een elektrfysilgisch nderzek tt plaatsing van een implanteerbare

21 cardiverter defibrillatr (Pacemaker). Dit apparaatje sprt ernstige ritmestrnissen snel p en geeft indien ndig een schk af. Het hartritme herstelt zich weer snel. 21: Wat kan je er zelf aan den Stppen met rken, rken is absluut slecht vr de gezndheid en is risicfactr 1 vr ziekten van het hart, de bledvaten en de lngen. Vermijden van stress f leren mgaan met stressvlle situaties, stress kan bleddrukverhgend werken. Langdurige stress kan leiden tt hartprblemen en verspannenheid. Vldende bewegen, tenminste vijf dagen per week 30 minuten flink wandelen, fietsen f bijvrbeeld tuinieren. Geznd en gevarieerd eten. Vr alles geldt: niet teveel! Eet vldende grente en fruit. Wees matig met het gebruik van zut. Eet niet teveel verzadigde vetten(verzadigd vet zit in : rm, vlle melkprducten, vet vlees, kekjes, gebak en snacks). Eet in plaats daarvan nverzadigde vetten (vette vis, lie, dieetmargarine). Matig alchlgebruik, drink niet meer dan twee glazen per dag en het liefst niet elke dag (alchl verhgt het chlesterlgehalte van het bled). Afvallen bij vergewicht, vergewicht kan leiden tt gezndheidsklachten (zals hart- en vaatziekten, diabetes, hge bleddruk, gewrichtsprblemen). Op dit mment verleeft maar 5 tt 10 prcent van de slachtffers. Snelle en deltreffende hulp van mstanders is van levensbelang. Wachten p de hulpdiensten bij een hartaanval, is kstbare tijd verliezen. Zij hebben drgaans 8 à 10 minuten ndig m ter plaatse te kmen. Als een slachtffer niet wrdt gereanimeerd binnen de eerste zes minuten, dan is zijn verlevingskans zeer klein. Als het slachtffer direct hartmassages en mnd-p-mndbeademing krijgt en z snel mgelijk wrdt gedefibrilleerd met een AED, dan bedraagt zijn verlevingskans tt 70%. He meer mensen kunnen reanimeren en defibrilleren met een AED, he meer mensen een hartstilstand kunnen verleven.

22 22: De specialist in hart- en vaatziekten is de cardilg. Patiënten kmen bij hem terecht met prblemen als verkalking f vervetting van de aderen, ritmestrnissen, hartspierafwijkingen en acute prblemen zals hartinfarcten en reanimaties. De cardilg prbeert dr middel van nderzek en behandelingen plssingen te vinden. Als de prblemen acuut zijn, zals bij hartinfarcten f ernstige ritmestrnissen, neemt hij direct actie. Is de patiënt drverwezen dr de huisarts, dan stelt hij dr middel van nderzek (bijvrbeeld ECG en hartkatheterisatie) en gesprekken met de patiënt een behandelplan p. De cardilg schrijf de patiënt vaak medicijnen vr f vert behandelingen uit zals bijvrbeeld dtteren (dr middel van een ballnnetje een vernauwing in de ader verwijden) f katheter-ablatie (met radifrequentiestrm ritmestrnissen behandelen). Daarnaast stemt hij de behandeling en uitvering van peraties af in samenwerking met de hart- en vaatchirurg. Bijvrbeeld vr het aanbrengen van mleidingen van vernauwde kransslagaderen (bypass peratie) f het vervangen van hartkleppen. In hele ernstige gevallen bereidt hij harttransplantaties vr. Verder heeft de cardilg k te maken met verschillende zrgverleners, zals de verpleegkundige. De verpleegkundige cntrleert de bleddruk, neemt de temperatuur p, verzrgt de medicijnen en stemt het bezek van andere hulpverleners p elkaar af. De zaalarts: De zaalarts is een afgestudeerd arts, die de cardilgen p de afdeling assisteert. Andere zrgverleners zals: - de fysitherapeut, die begeleidt bij de revalidatie - medewerkers van het nazrgteam. Zij bieden begeleiding vr de peride na het ntslag uit het ziekenhuis - de hartfalenverpleegkundigen - de vedingsassistente - de diëtist - de geestelijk verzrger - de afdelingssecretaresse - de medewerkers van de huishudelijke service

23 23: Bedenk vr een van de prblemen een vernieuwende plssing. Dat kan een geweldige uitvinding zijn f een spectaculaire verbetering van een bestaand middel. He lst dit het prbleem p? Wat met er gebeuren m het echt uit te veren. He gaat jullie idee mensen een geznder leven geven? Jaarlijks krijgen z n mensen buiten het ziekenhuis een hartstilstand, dit zijn 300 mensen per week. Het gebeurt vaak thuis, p het werk f buiten p straat. Dit levert per dag 43 verledenen p. Omstanders f hulpverleners meten direct ingrijpen dr binnen 6 minuten te starten met reanimeren Wrdt binnen die 6 minuten begnnen met reanimeren dan is de kans p verleving znder hersenbeschadiging tussen de 50 en 70 prcent Nu verleeft 10 tt 20% van de slachtffers een hartstilstand. Als je gereanimeerd bent en met de ambulance naar het ziekenhuis bent gebracht dan vangt in het ziekenhuis een team zrgverleners je p. Zij nemen de behandeling van de ambulancezrgverleners ver. Zij zetten de reanimatie vrt als er ng geen stabiele hartslag is. Als de hartslag vldende hersteld is, wrdt je naar de intensive care afdeling (ICU) gebracht. De eerste zrg hier is: verbeteren van de bleddruk cntrleren van het hartritme eventueel zrgen vr beademing tedienen van zuurstf verbeteren van de drbleding van de hartspier Vlwassen mensen die na een hartstilstand met succes zijn gereanimeerd, wrden p dit mment 12 tt 24 uur daarna gekeld. Dit betekent dat hun lichaam p een temperatuur van tussen de 32 en 34 graden Celsius wrdt gebracht. Keling na hartstilstand zrgt vr minder sterfte en minder schade. Onderzek naar keling na hartstilstand bracht aan het licht dat bij mensen die niet gekeld werden het sterftecijfer hger was dan bij mensen die wel gekeld waren. Ok werd bij hen meer hersenschade gecnstateerd. De hersenen kunnen niet lang znder zuurstf. Na zes tt tien minuten ntstaat er nherstelbare schade. Er ntstaan ntstekingen en het hersenweefsel sterft af. Pas als de bledmlp weer ged p gang is gebracht, krijgen hersencellen weer

24 zuurstf. Maar tegelijkertijd strmen schadelijke stffen die ergens anders in het lichaam zijn gemaakt als afweerreactie naar de hersenen. Daar richten ze extra schade aan. Er is echter één heel belangrijk ding: De aanmaak van schadelijke stffen gaat langzamer bij een lagere temperatuur en het hersenweefsel sterft langzamer af. Wanneer het lichaam wrdt gekeld, kan het aanmaken van schadelijke stffen wrden geremd, zegt Internist Kees Plderman van het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Vlgens de wetenschappers is dus de reden m te kelen: Keling nderdrukt het aanmaken van schadelijke stffen in het lichaam Het hersenweefsel sterft langzamer af Het lichaam kmt in een srt van winterslaap. 24: Nu zijn er verschillende dingen waarmee je kan kelen zals: Keldekens Kelmatrassen IJspakkingen Natte deken Ventilatren Kelhelmen Kelende neusspray Dat kelen den ze nu zdra de patiënt in het ziekenhuis ligt. De deskundige denken alleen dat het kelen al eerder zu meten gebeuren, namelijk al in de ambulance f ng beter p de plaats waar het gebeurt. De meeste apparaten zijn hiervr niet geschikt, ze zijn f te grt f ingewikkeld. Er zijn wel een paar apparaten die het kunnen (de kelhelm en de kelende neusspray) maar deze kun je niet altijd gebruiken f ze zijn niet ged te cntrleren, te regelen f te ingewikkeld. De plssing die wij hebben danken we aan de uitvinding van Dr. Ir. Pieter Leru. Wij lazen p internet dat Dr.ir. Pieter Leru een geweldige innvatieve uitvinding heeft gedaan ( Technlgisch Tptalent 2008 ) zie bijlage, en dit idee heeft hij verder uitwerkt bij Kryz in Enschede. Op de site kan je daar alles ver vinden. Meneer Leru ntwikkelde een crygenic micrcling systeem, dit is een chip die is te vergelijken met een gewne kelkast en is gemaakt m cmputersystemen en mbiele telefns te kelen. Deze mini kelkast is z klein dat hij past p een vingernagel. We hebben aan hem gevraagd f de mini keler k geschikt zu kunnen zijn m een lichaam te kelen na een hartstilstand.

25 25: Meneer Leru schreef: za :50 Beste Marene, Wat een leuk initiatief! Je met wel even weten dat nze keler geptimaliseerd is vr extreem lage temperaturen. Dat betekent natuurlijk niet dat je dezelfde srt technieken zu kunnen gebruiken vr hgere temperaturen en geheel andere tepassingen. In antwrd p je vragen: Kan de micrkeler k minder dan 200 graden nder 0 kelen? ( is een beetje veel vr een mens) Ja dat kan, in principe werkt nze keler precies hetzelfde als een "huis-tuin-en-keuken" kelkast. Hgere temperaturen zuden dus mgelijk zijn. Kan de micrkeler p een batterij werken, dus zelfstandig (heveel watt heeft hij ndig) Het ingangsvermgen hangt sterk af van de gewilde temperatuur en het vereiste kelvermgen. Om heel wat liters bled af te kelen vereist veel kelvermgen dus k redelijk wat ingangsvermgen. Mijn vermeden is dat met huidige batterij-techniek het niet mgelijk is een draagbaar systeem te maken, maar je weet maar nit natuurlijk. Kan de micrkeler k p een siliciumchips wrden aangebracht zdat hij flexibel wrdt? Ja hij kan verbnden wrden met siliciumchips maar niet flexibel wrden. De keler is van glas. Kan je iets maken zdat je p de micrchip kan aflezen heveel die kelt en he warm/kud het lichaam is Uitlezing van temperatuur en vermgen is mgelijk via een display. Zu je de chip k p een srt van ambulancebed kunnen maken? Ik zu niet weten waarm niet. Ik denk dat het vr jullie vral de uitdaging wrdt te kijken heveel kelvermgen je denkt ndig te hebben m het lichaam vldende af te kelen. Maar meneer Leru vertelde ns k dat we k eens mesten nderzeken f nze uitvinding niet beter zu kunnen werken p een peltier systeem. We hebben cntact gelegd met het bedrijf Micrpelt in Duitsland die Micrpelt thermelectric Peltier clers (TECs) ntwikkeld. Deze TECs kelen minder kud dan het crygene

26 26: micrcling systeem en gebruikt daarm minder energie en dat is vr nze uitvinding beter. Dit was de reactie van Micrpelt. Hall NXT generatin, Het duurde even vrdat ik reageer; ik mest even nadenken Drgaans werken we natuurlijk met bedrijven die prdukten ntwikkelen en fabriceren en dan nze prdukten selecteren en inkpen. Maar nu en dan krijgen we k verzeken van bijvrbeeld nderzeksinstanties, die we dan helpen als het past. Nu dus jullie aanvraag, waar ik een paar redenen geef waarm het een prima idee is, maar k wat thema s zijn m verder uit te zeken. Jullie idee is prima; in principe weet iedereen dat als je het warm hebt, je prbeert je hfd te kelen, bijvrbeeld met een natte dek f een kud glaasje drinken. Vandaar dat er k petjes bestaan met speciale kel-gels. Om nu een prduct te maken met Peltier elementen (z heten de elementen die je zekt), met je p een paar zaken letten, bijvrbeeld: - De Peltiers vreten energie m warmte te pmpen van een kude zijde naar een warme; vandaar dat je batterijen ndig hebt, die k mgelijk snel leeg gaan - Dat energie pmpen resulteert in warmte, welke je dan middels behrlijk grte metalen cnstructies weer af met stralen naar de lucht (dat zijn heatsinks); en als het buiten dan ng warm is, zals in de zmer, werkt dit principe niet altijd perfect - Mcht je teveel warmte pmpen, dan kan het zelfs gevaarlijk zijn, je bevriest dan als het ware de menselijke huid. - Een dergelijk prduct vraagt behrlijk veel kennis mtrent een mechanische en thermische thema s, pdat het prduct überhaupt ged kan werken - Ok met je rekening huden met materialen die gebruikt, die cntact met de huid hebben (bi-cmpatible?) - Onze prdukten zijn super-klein, dat zu prima passen vr jullie prduct-idee, maar m ze in te buwen heb je hele speciale apparatuur ndig (wire bnding) - En dan met je k rekening huden met het mgelijk bestaan van patenten in de wereld mtrent dit idee; dat zu kunnen beteken dat iemand in de wereld het idee heeft beschermd en dan kan je niet zmaar een dergelijk prduct namaken Dus in principe een prima idee. Ik weet niet f ik jullie verder kan helpen, ik heb (helaas) diverse argumenten meten geven waar een nrmaal bedrijf een plssing zu meten vinden, vrdat ze het idee verder zuden kunnen uitwerken. Greten uit Freiburg, Wladimir Punt Nu mesten we dus achter extra infrmatie aan: Het del is m de hersenen (dus niet het hele lichaam) z snel mgelijk van 37 graden naar 32 graden te brengen

27 met behulp van het crygene micrcling systeem f een TEC. De vragen die we mesten zien te beantwrden: 1. He kud met de chip wrden? 2. He lang duurt het vrdat we de gewenste temperatuur hebben bereikt? 3. Waar meten we kelen? 4. Wanneer meten we beginnen met kelen? 27: Antwrden 1. De temperatuur van de chip met rnd de 4 C zijn m ged te kunnen kelen en het met dicht p de huid zitten. 2. Tijdens een feasibility study werd aangetnd dat de kelhelm de lichaamstemperatuur binnen de 60 minuten kn verlagen tt 34 C. Deze gegevens werden in Resuscitatin gepubliceerd. De helm werkt met gekeld water en met in de kelkast bewaard wrden. 3. In principe heven we alleen de hersenen de kelen, daarm wrdt de pleister p de hals geplakt. Alleen waar de 2 grte halsslagaders zitten kmen de clchips. Die kelen het bled dat naar de hersenen gaat. 4. De pleister kan tegelijker met het defibrilleren geplaatst wrden, zdra de AED er is. Maar reanimeren en defibrilleren gaat altijd vr!

28 28: Onze uitvinding is gebaseerd p het crygenic micrcling systeem van Dr.ir. Pieter Leru. Maar bij nader nderzek kwamen wij er achter dat het beter zu kunnen weken met een Peltier kelchips van Micrpelt. De kelchips werken p een lsse accu, maar ze kunnen k wrden aangeslten p de accu van de AED. De kelchip is in een srt van pleister geplaatst, die p de hals wrdt geplakt van de patiënt, hierdr is het cntact met de huid ptimaal. De kelchips zrgt ervr dat de pleister ngeveer 4 graden Celsius wrdt, hierdr wrden de hersenen ngeveer afgekeld tt 34 graden Celsius. De pleister heft slechts te werken tt de patiënt is vergebracht in het ziekenhuis en aan geslten kan wrden p de reguliere kelsystemen..

29 29: Wat zijn nu vlgens ns de vrdelen van deze nieuwe techniek? Onze NXT COOLiT is klein en snel (kan bij een AED f in een ambulance) Hij kan zelfs p een hfdje van een baby als de baby ng een de buik van de meder zit. De temperatuur van de chip is tt een 10 de te regelen. Het hulpmiddel heft niet in het lichaam, kan gewn p de huid als een srt pleister wrden aangebracht. Je kelt alleen de hersenen dus het slachtffer heeft het niet veral kud. Het is z simpel en snel aan te brengen, zelfs een kind kan het. Je kan er ng veel meer mee den (blessures kelen, brandwnden k bij een herseninfarct etc) Kenmerken Herplaatsbare pleister Crygenic micrcling systeem f Therm Electric Peltier Clers (TECs) Kleine accu van 12 vlt De NXT COOLiT heft in principe alleen de hersenen de kelen, daarm wrdt de pleister (m ged p de huid te blijven) p de hals geplakt. Alleen waar de 2 grte halsslagaders zitten kmen de chips. Die kelen het bled dat naar de hersenen gaat. Op de pleister tussen de 2 chips zit de accu. De pleister kan tijdens het defibrilleren geplaatst wrden. Dr het bled te kelen wat naar de hersenen gaat wrdt de aanmaak van gevaarlijke stffen vertraagd en sterft er minder hersenweefsel af. De pleister zit in de kffer van de AED f in de ambulance.

30 30: Misschien hebben we ver een paar jaar geen 4 maar 5 ringen in de keten van verleving en wrdt (ns) kelsysteem tegevegd m hersenbeschadiging te verkleinen f zelfs te vrkmen

31 31: We hebben ns idee en medische vragen neergelegd bij Prf. Dr Luis Peeraer, hij is als lectr Health Innvatins and Technlgy verbnden aan de Fntys Paramedische Hgeschl. Hij cmbineert deze functie met zijn werk als senir staf lid aan de Kathlieke universiteit Leuven bij de faculteit Kinesilgie en bewegingswetenschappen. Tevens is hij verbnden aan de Kathlieke Universiteit Kempen in Geel (B) waar hij werkzaam is als nderzekcördinatr bij de afdeling gezndheidszrg en bimedische technlgie en hfd van het nderzekslabratrium vr bimedische- en revalidatie technlgie (MOBILAB). De grte kracht van Luis is m partijen uit verschillende gebieden bij elkaar te brengen en met elkaar te verbinden in nieuwe samenwerkingsverbanden f nderzeksprjecten. Dr het samenbrengen van verschillende disciplines ntstaat dan een nieuw en vaak uniek deskundigheidsgebied, waarbij kennistransfer van de ene naar de andere discipline een centrale rl heeft. Beste Marene en NXT generatin team, Fantastisch wat jullie allemaal als tekmstgerichte technlgie aan mekaar knpen! Dr de enkele mails heen die we gewisseld hebben is het mij duidelijk dat jullie de prbleemstelling prima geanalyseerd hebben, daar k ged ver nagedacht hebben m vervlgens een mie synthese te maken van het geheel. Dat jullie k alle betrkken partijen cnsulteren = NXT generatin. Dat jullie plssingen bedacht hebben vr de randvrwaarden ndzakelijk vr de (mgelijke) tepassingen in de praktijk is wat mij betreft een bijznder psitief punt. Het principe van afkeling is bvendien geldig vr tal van acute aandeningen, inclusief tepassingen in sprt enz. Er zal natuurlijk ng heel wat nderzek ndig zijn m de haalbaarheid van jullie vrstel uit te werken tt een (technisch) haalbare plssing en de efficiëntie daarvan te bewijzen, maar jullie hebben alleszins een frisse kijk gegeven p mgelijke technische plssingen vr actuele prblemen. Mijn felicitaties daarvr! Luis

32 32: Patrick Huthuizen is arts assistent cardilgie in het Catharina ziekenhuis Patrick zegt: De huidige systemen zijn grt, waardr vrege tepassing (zals bijvrbeeld direct in de ambulance) niet mgelijk is. Het vrdeel van jullie idee zu zijn dat het in een vreg stadium al kan tegepast wrden, namelijk bij aankmst van de ambulance. Het lijkt een eenvudig prduct dat makkelijk te te passen is. Dat is een belangrijke eigenschap vr een techniek die tegepast met wrden in een acute situatie. Ik vraag me wel af he snel de patiënt kan afgekeld wrden. Verder zegt hij: Het idee zal geen mensenlevens redden. Het del van kelen is m de prgnse p gebied van hersenschade te verbeteren, jullie uitvinding kan dus de kwaliteit van leven verhgen. We hebben k p 23 nvember een bezek gebracht aan de Reginale Ambulancevrziening (RAV)Brabant-Zuidst die vinden het idee geweldig. De ambulance dienst kelt nu nit mdat ze geen geschikt middelen ze vinden eigenlijk dat ze dit wel zuden meten den. Als de NXT COOLiT zu bestaan zuden ze het direct gebruiken. Ze zitten eigenlijk p ziets als dit te wachten! Dr. Ir. Pieter Leru, die vindt het een geweldig idee! Zie blz 24 De hersenstichting schreef: Beste Marene, Micrpelt in Duitsland vindt het een prima idee Zie blz 25 Hartelijk dank vr je . Geweldig dat er een cmpetitie vr jngeren bestaat waarin een plssing vr beheften vanuit de bimedische wereld gezcht wrdt in het ntwikkelen en tepassen van nieuwe technlgieën. Wie weet wat dit tt stand brengt. Het cncept dat jullie hebben ntwikkeld klinkt inderdaad ged. Wij zijn alleen geen medici, het inhudelijk berdelen van jullie werkstuk is daarm niet aan ns. En dat het kelen van de hersenen uitermate effectief kan zijn bij het bestrijden van het afsterven van hersenweefsel, is jullie al bekend. Wel zit ik te denken aan een rganisatie als TNO; zij hebben een aparte afdeling (markt) waarin vergelijkbaar nderzek verricht wrdt. Misschien is het vr jullie k een idee m hen te vragen naar een rdeel ver jullie werkstuk? Je kunt hen bereiken via Ik hp dat jullie ver kmen in de cmpetitie en wens jullie ng veel succes. Met vriendelijke gret, Barbara Ellens, patiëntenvrlichting.

33 33: Edwin Kilsdnk (cursusleider reanimatie en AED) vindt het een briljant idee. Richard Martens is een dcent verpleegkunde in het Catharina ziekenhuishuis. Hij geeft dus les in.a. Cardilgie, Cardithracale chirurgie en ECG lezen etc. Hij heeft k gewerkt p de IC, dus heeft k veel praktische kennis. Hij vindt ns idee wel ged maar heeft ng wel veel vragen ver de uitverbaarheid van ns idee. Veel nderzekers claimen gebruiksmgelijkheden die praktisch nuitverbaar zijn. Dit is daar een mi vrbeeld van maar hij zegt k: Als idee prima, maar jullie meten je meer tespitsen p de medische gebruiksmgelijkheden vral in landen waarbij men te maken heeft met lange tijden tussen het ptreden van het infarct en de uiteindelijke behandeling kan het echter wél wat uitmaken. Vr die markten zu dit een interessant prduct kunnen zijn, mits het gedkp gehuden kan wrden. De Kninklijke Nederlandse vereniging EHBO, afd. Eindhven zei: Het idee m slachtffers terug te kelen is vanaf vandaag pgenmen in de BLS (basic life supprt), De instructeurs waren enthusiast ver het idee m het p te nemen in de keten van verleven dus als jullie slim zijn laat je het idee vr de pleister snel registreren, misschien kunnen jullie er it ng wel geld mee verdienen vr het team. 3M schreef: Zu jij je berichtje in het Engels kunnen vertalen dan kunnen we je verhaal vrleggen aan nze Eurpese vestiging. 3M ntwikkelt nieuwe prducten in het buitenland en niet in Nederland. Helaas ng geen antwrd. De Nederlandse reanimatie raad heeft ns mailtje dr gestuurd naar een cardilg en een neurlg. Dr. M.A. Kuiper, neurlg-intensivist Medisch Centrum Leeuwarden en lid Wetenschappelijke Raad van de NRR, Leeuwarden heeft telefnisch cntact pgenmen en we hebben het idee drgenmen. Hij vertelde: Het idee is best ged, er is natuurlijk ng wel heel veel nderzek ndig maar het is niet ndenkbaar. Wellicht is het handiger m de strm van de AED te gebruiken en alleen de chips m te kelen, de extra dingen (hartslagmeter en temperatuurmeter) zu je zelfs weg kunnen laten. Het is de meite van het nderzeken waard! Het is eigenlijk wel een uitvinding waar we p zitten te wachten, iets kleins, niet te ingewikkeld en snel!

34 34: PROTOTYPE Wij hebben verschillende prttypes gemaakt. Een vrmstudie prttype m te kijken welke maten en vrmen het beste waren. Een prf-f-principle prttype m het ntwerp te testen znder reken te huden met het precieze uiterlijk, de keuze van materialen f fabricageprces (zie het verslag van het haalbaarheids nderzek) En een visuele prttype, m de vrmgeving en uiterlijk te laten zien (kleur, materiaal, maten) hierbij was de functie niet belangrijk. We hebben de prttypes gemaakt met materialen die vr ns beschikbaar en betaalbaar waren. Vr de echte NXT COOLiT zuden we namelijk Peltier elementen kunnen gebruiken die kleiner zijn f de elementen p materiaal aanbrengen dat de ku geleidt zdat het element kleiner kan wrden. Bijvrbeeld: Flexible thermelectric kelers, die kelen en energie kunnen pwekken (greenteg GmbH, Zürich) Deze zijn echter erg duur dus vr ns p dit mment niet geschikt. Of de Therm Electric Peltier Clers (TECs) (Micrpelt GmbH, Freiburg) Ok erg duur, maar dr de maat uitstekend geschikt. Ok hebben we een accu gebruikt die iemand thuis had staan. Natuurlijk is deze k te grt. Vr nze uitvinding zuden we de accu van de AED kunnen gebruiken f gewn een kleinere lsse accu, want k de accu s wrden steeds kleiner. Z heeft Casi in 2004 de kleinste batterij gemaakt vr de labtp die 8 tt 16 uur kan werken.maar er zijn ng veel kleinere batterijen te vinden, er is een batterij ntwikkeld dr ingenieurs van de Universiteit van llinis, deze is slechts 3mm per zijde.

35 35: Na hartstilstand gered dr de ku Brer Schltens p 03 mei '08, 00:00, bijgewerkt 12 juni :14 Vlkskrant Veel mensen verlijden na een hartstilstand. Maar als ze tijdig wrden gereanimeerd en afgekeld, kunnen ze schadevrij verleven. Dr Brer Schltens Jaarlijks zuden vele hnderden vlwassenen geznd het ziekenhuis kunnen verlaten als zij direct na hun reanimatie werden afgekeld tt een lichaamstemperatuur van 32 graden Celsius. Een etmaal kelen vrkmt ernstige neurlgische schade en vergrt de verlevingskans, meent Kees Plderman van het Universitair Medisch Centrum Utrecht. De internist nemt de keltechniek binnenkrt in een verzichtsartikel in The Lancet een belangrijke drbraak. In Nederland krijgen jaarlijks vijftienduizend mensen een hartstilstand, p straat, maar meestal thuis. De helft verlijdt ter plekke. De andere helft bereikt het ziekenhuis. Maar dat biedt geen garantie p verleven. Het vergrte deel verlijdt daar alsng, direct na aankmst, en sms na een wekenlange behandeling p de intensive care. 10 prcent van de patiënten met een hartstilstand verlaat geznd het ziekenhuis. Mensen die thuis f p straat een acute hartstilstand krijgen, hebben een geringe verlevingskans. Wanneer het hart geen bled meer rndpmpt, krijgen rganen als de hersenen geen zuurstf meer. De hersenen kunnen niet lang znder zuurstf. Na zes tt tien minuten ntstaat er nherstelbare neurlgische schade. Ontstekingen dienen zich aan, en hersenweefsel sterft af. Pas als de bledcirculatie p gang is gebracht, krijgen hersencellen weer zuurstf. Maar tegelijk strmen agressieve zuurstfradicalen die elders in het lichaam zijn gevrmd als afweerreactie naar de hersenen. Daar richten ze extra schade aan. De tallze reacties die zich afspelen, hebben één ding gemeen: ze verlpen langzamer bij lagere temperatuur. Wanneer het lichaam wrdt gekeld, kan dat ntspring van ntstekingsreacties remmen, zegt Plderman. Nederland lpt vrp Nederland lpt vrp Steeds meer ziekenhuizen kelen daarm gereanimeerde patiënten direct na aankmst in het ziekenhuis af. De helft, schat Plderman. Nederlandse ziekenhuizen lpen net als veel andere Eurpese ziekenhuizen vrp. In het UMC Utrecht krijgen gereanimeerde patiënten een superkude fysilgische zutplssing ingedruppeld, terwijl tegelijkertijd de huid wrdt gekeld met plakstrippen waardr ijswater strmt. In universiteitsziekenhuis AzM te Maastricht wrdt een ballnkatheter in de liesader geschven. Die fungeert als kelelement. Er strmt een kude vleistf drheen die het circulerende bled afkelt.

36 36: Nederland lpt vrp Veel ziekenhuizen kelen alleen patiënten vlgens scherpe criteria die k in twee belangrijke internatinale nderzeken zijn gebruikt. Bij hen is de kans p neurlgische schade klein. Het zijn patiënten die een hartstilstand hebben gekregen terwijl er iemand in de buurt was die snel een ambulance heeft kunnen bellen en die eventueel he gebrekkig k met hartmassage is begnnen. Deze patiënten hebben beperkter last gehad van zuurstftekrt en daardr betere neurlgische vruitzichten, zegt cardilg Bas Bekkers van het AzM in Maastricht. Een tiende van de patiënten die het ziekenhuis bereikt, kmt p basis van deze scherpe criteria in aanmerking vr keling, zegt ic-internist Plderman. 50 tt 55 prcent van hen maakt kans het ziekenhuis geznd te verlaten, blijkt uit twee studies met enkele hnderden patiënten. Wanneer die patiënten niet wrden gekeld, dan is de kans dat ze het ziekenhuis geznd verlaten niet grter dan 25 tt 40 prcent. Nederland lpt vrp Het UMC Utrecht hanteert sinds krt als een van de eerste ziekenhuizen ruimere criteria. Niet alleen gereanimeerde patiënten bij wie de elektrische geleiding even ntregeld is geweest, wrden gekeld. Ok patiënten bij wie tijdens de hartstilstand de elektrische geleiding ernstiger gestagneerd is geweest, wrden gekeld tt 32 graden Celsius. Het brein trekt zich niets aan van het type hartritmestrnis, verklaart Plderman deze bredere Utrechtse aanpak, die, erkent hij, niet is nderbuwd met wetenschappelijke studies. Hnderden, duizenden patiënten gaat het m. Ok zij hebben met kelen een betere kans p herstel, zegt Plderman. Scherpe criteria De Maastrichtse cardilg Bas Bekkers is ng niet zver. Hij vindt dat patiënten p basis van scherpe criteria kritisch meten wrden geselecteerd vr een kelbehandeling. De techniek heeft grte ptentie, vindt k hij. Maar pas als er vldende nderbuwing is, gebaseerd p grtschalige studies, kmt een bredere grep ervr in aanmerking. Scherpe criteria Die nderzeksresultaten kmen eraan, belft ic-specialist Plderman. Hij verwijst naar een recent uitgeverd nderzek met een hnderdtal patiënten in vijf ziekenhuizen, in Wenen en Bnn, en in het UMC Utrecht, het VU Medisch Centrum in Amsterdam en het Gelderse Vallei-ziekenhuis in Ede. De resultaten ervan meten ng wrden gepubliceerd. Ok uit Scandinavisch nderzek blijkt dat bredere criteria kunnen wrden gehanteerd. Scherpe criteria Het is niet alleen keling die verantwrdelijk is vr psitieve resultaten, het is de hele aanpak. Wanneer je gelft in mgelijk herstel, dan ben je niet afwachtend, dan haal je alles uit de kast. Dat geldt vr het ambulancepersneel, het verplegend persneel en de specialist p de ic. Hebben de patiënten een verdere behandeling ndig, een bypass bijvrbeeld f een dtteringreep, dan wrdt daar niet mee gewacht. Veel ziekenhuizen wachten daar juist wel mee tt duidelijk is dat er geen neurlgische prblemen zijn.

37 37: Scherpe criteria Nee, dr nze aanpak kmen er niet meer mensen in een verpleeghuis terecht, pareert Plderman de vraag. Twee prcent van de gereanimeerden met daarheen; dat verandert niet dr nze aanpak. Eigenlijk zu het kelen al in de ambulance meten beginnen, verzucht Plderman. Op theretische grnden zu er bvendien 48 tt 72 uur meten wrden gekeld. Het lichaam krijgt dan meer tijd m zich te herstellen. De Utrechtse internist wil dat de kmende twee jaar samen met twintig andere Nederlandse ziekenhuizen gaan uitzeken. Weliswaar neemt bij een langere keltijd de kans p infecties te, maar die zijn ged te behandelen met antibitica. Kelkast p een vingernagel Pieter Leru ntwikkelde een micrkeler die de temperatuur van elektrnische versterkerchips een paar hnderd graden mlaag brengt. Hij werkte zwel aan de therie achter de keling als de praktijk van de realisatie. Van de 132 micrkelers die hij liet maken, bleven er uiteindelijk maar dertien ver. Na zijn studie technische natuurkunde aan de Universiteit Twente keek Pieter Leru (1977) uit naar een prmtienderzek waarin hij abstracte therie kn cmbineren met praktisch nderzek. In 2003, meteen na zijn afstuderen, vnd hij daarvr in Twente een geschikt nderwerp: het ntwikkelen van een micrkeler die elektrnische versterkerchips tt een paar hnderd graden nder nul kan invriezen. De versterkerchips werken gewnlijk bij kamertemperatuur en ze prduceren zelf vrijwel geen warmte. Maar bij een graad f 200 nder nul treedt er iets bijznders p: de ruis van dit srt versterkers gaat drastisch naar beneden. De uitdaging is, he breng je een stukje halfgeleider z grt als een vingernagel p z n extreem lage temperatuur? Dat je chips lkaal tt ver nder het nulpunt kunt afkelen, was in de vakgrep lage temperaturen nder leiding van prfessr Marcel ter Brake eind jaren negentig al gedemnstreerd. Het rsprnkelijke nderzek had zich vrnamelijk gericht p de therie achter het afkelen: de thermdynamica. Ok had de vakgrep zich met materiaalkeuze beziggehuden en de algemene vraag he je zulke kleine kelertjes zu kunnen maken. In dit nderzek was k een eerste experimentele demnstratie van de principes geleverd. Silicum f glas In het nderzek van Leru kwam het er nu p aan, te laten zien dat je de resultaten uit dit eerdere nderzek kunt tepassen in een cmmercieel prduct. Leru: Dat betekent dat je z n keler niet meer uit verschillende nderdelen pbuwt, maar liefst uit een stuk maakt, en dat je slechts één srt materiaal gebruikt. Idealiter wil je p dat materiaal dan k geen handmatige bewerkingen meer uitveren, maar standaard bewerkingsmethdes uit de chipindustrie gebruiken, zals etstechnieken.

38 38: Als materiaal dienden zich silicium f glas aan, beide alm bekend in de chipverwerkende industrie. Silicium viel echter vr een micrkeler al snel af mdat de warmtegeleiding van het materiaal veel te hg is. Het is namelijk vrijwel ndenlijk m aan de ene kant van een dun plaatje silicium kamertemperatuur te hebben, terwijl het aan de andere kant een paar hnderd graden nder nul is. De keuze vr glas was dus snel gemaakt. Met de keuze vr glas en stikstf als kelvleistf ging Leru zich bezighuden met het werkingsprincipe van een micrkeler. Dat is vergelijkbaar met een gewne kelkast: een vleistf wrdt dr een geslten buizenstelsel rndgepmpt. Aan de ene kant van het buizenstelsel, waar het kud met wrden, laat je het gas expanderen, aan de andere kant van het systeem zrg je ervr dat het gas weer wrdt gecmprimeerd. De cmbinatie van het srt gas, de heveelheid gas die dr het systeem gepmpt wrdt, en het drukverschil tussen cmpressie en expansie bepaalt het kelvermgen. Leru: Theretisch kun je nu uitrekenen welk kelvermgen je bij bepaalde randvrwaarden kunt bereiken. Maar in de praktijk is het een stuk lastiger mdat je verliezen krijgt. En in de kleine schaal waarp ik werk het gaat maar m een paar duizendste watt kelvermgen krijgen die verliezen een grte invled. Dan is het niet meer vldende m verliezen te verwaarlzen f met vuistregels te beschrijven.

39 39: Watt en pascal Leru stelde vast dat niemand tt nu te deze verliezen precies had uitgerekend. Het prbleem is dat je de verschillende verlieswaarden van een kelcyclus niet zmaar nder één nemer kunt brengen. Z wrden verliezen in de geleiding dr het materiaal, warmtestraling uit de mgeving en inefficiëntie van de warmtewisselaar gerekend in vermgen, in watt. Maar verliezen in de drukval wrden uitgedrukt in druk, in pascal. Leru: Watt en pascal kun je niet zmaar bij elkaar tellen. Een van mijn belangrijkste drbraken was bereikt ten ik erin slaagde het systeem te ptimaliseren dr alle verliezen m te rekenen naar een gezamenlijke rekeneenheid, de entrpieverliezen. Vanaf dat mment kwam het nderzek in de praktische fase. Een cmputermdel kn de ptimale vrm van het buizenstelsel uitrekenen. Uiteindelijk vnd Leru een vrm waarbij de buizen als greven in twee flinterdunne glasplaten wrden geëtst. Die platen kmen met een scheidingslaag ertussen als een sandwich p elkaar te liggen. Dr in de scheidingsplaat p de juiste plaats kleine gaatjes te bren, ntstaat een buizenstelsel. Leru: Dit was allemaal pinierswerk. Z had het bedrijf dat de micrkelers prduceerde nit drie zulke flinterdunne lagen glas p elkaar geplakt. Ok wisten we niet f het extreem dunne glas zulke enrme drukverschillen überhaupt kn uithuden. Van de 132 micrkelers die Leru heeft laten maken, bleven er uiteindelijk maar dertien ver. Maar die werken z ged, dat Leru het principe na zijn prmtie meteen kn tepassen bij een telecmbedrijf in Australië. Leru: Ten ging ng maar eenvijfde van de micrkelers stuk. Als ik het ng een keer zu den, dan zu ptentieel de helft van alle kelers verblijven. Inmiddels heeft Leru een eigen bedrijfje, Kryz Technlgies, pgericht, dat samen met STW en de Universiteit Twente de micrkeltechnlgie verder gaat verbeteren. Dit artikel werd eerder gepubliceerd in de STW brchure Technlgisch Tptalent 2008.

40 40: Het therm-elektrische kelen Micrpelt Therm Electric Peltier Clers (TECs) staat vr een nieuwe generatie van therm-elektrische dunne film apparaten. Micrpelt heeft een keler ntwikkeld die te gebruiken is p micrmeter schaal dr tepassing en gebruikmaking van micrelektrnische dunne film wafer technlgie en een nieuwe prductiemethden. Dit is een het fundamenteel verschil met de traditinele en grtendeels handmatige geprduceerde Peltiers kelers. Micrpelt bezit de sleutel tt een bredere en meer substantiële thermmarkt met nieuwe tepassingen vr Peltier kelers en thermgeneratr inrichtingen vr temperatuurregeling en energie pwekking. Micrmeter kleine TEC's beschikken ver een hg dichtheidsvermgen en een snelle respns. Micrpelt kan p maat TEC s leveren met vr de klant specifieke applicatie-eisen en afmetingen. Geen andere Peltier prductie in de wereld is in staat m een dergelijke chip in verschillende afmetingen aan te bieden. De apparaten van Peltier wrden ver het algemeen gebruikt bij het kamperen in draagbare kelers en vr het kelen van elektrnische cmpnenten en kleine instrumenten. Ok de detectrs in astrnmisch telescpen f hightech digitale camera s wrden vaak gekeld met Peltier elementen. De apparaten van Peltier kunnen k wrden gebruikt m elektriciteit te prduceren (thermgeneratr) als een temperatuurverschil tussen de twee kanten wrdt gehandhaafd.