色中色

Bij pati毛nten met slokdarmkanker moeten soms de maag en een deel van de slokdarm worden verwijderd. Tegenwoordig wordt dit steeds vaker gedaan met robotgeassisteerde chirurgie. De chirurg kan nauwkeuriger werken en het is aangetoond dat pati毛nten sneller herstellen en daarna minder complicaties ervaren.

Chirurg van het UMC Utrecht is expert op dit gebied. Hij en zijn team behandelen veel pati毛nten in Nederland en krijgen ook complexere operatieverwijzingen van collega's. Daarnaast leidt Ruurda chirurgen op om de ingreep uit te voeren met de Da Vinci operatierobot.

Maar er is ruimte voor verbetering. De training vereist veel tijd en veel oefening, zelfs voor ervaren reguliere chirurgen. Daarom zette hij samen met onderzoekers van de 色中色 op. Het doel is om een geautomatiseerd navigatie- en ori毛ntatiesysteem te cre毛ren voor chirurgen tijdens operaties.

Je zou het een soort Google Maps kunnen noemen voor de chirurg om te helpen bij de verschillende stappen tijdens de procedure.

Augmented reality

Postdoc-onderzoeker werkt sinds 2023 aan het IntraSurge-project bij de faculteit Biomedical Engineering, samen met promovendi en . Ze vertelt vol enthousiasme over hun werk. "Ik heb altijd al mijn kennis als elektrotechnisch ingenieur willen inzetten om de zorg te verbeteren. Toen ik op de hoogte werd gebracht van dit project, was het echt een droom die uitkwam."

Het is handig om te weten hoe de chirurg zo'n uitvoert. Hij staat niet aan de operatietafel maar zit een paar meter verderop, kijkt naar een 3D-scherm en houdt de bedieningselementen vast. Hij bestuurt het chirurgische gereedschap van de robot met zijn handen en voeten.

 "We werken aan real-time augmented reality voor chirurgen. De eerste stap is om tijdens de operaties duidelijk in de afbeelding aan te geven waar alle belangrijke anatomische gebieden, weefsels en organen zich bevinden. Denk bijvoorbeeld aan het hartzakje, de longen, grote aders en slagaders en zenuwbundels", legt Al Khalil uit.

Augmented reality voegt een extra informatielaag toe aan de beelden die de chirurg ziet. Dat is de eerste stap voor de routeplanner: het herkennen van straten, huizen en fietspaden.

"De eerste voorbeelden laten zien dat we al behoorlijk succesvol zijn in 2D. We zijn echter nog lang niet tevreden en we denken dat er nog veel ruimte voor verbetering is. Maar de chirurgen in opleiding, die we bij ons onderzoek betrekken, zijn nu al heel enthousiast over ons werk."

Van 2D naar 3D

De volgende stap is om deze informatie toe te voegen aan de 3D-beelden waarmee de chirurgen werken.  鈥淭ijdens de operatie hebben de chirurgen een 3D-beeld nodig om de diepte in te schatten, dat is ook wat de Da Vinci-operatierobot biedt. We werken al aan manieren om die beelden naadloos van aanvullende informatie te voorzien鈥�, zegt Al Khalil.

鈥淲e willen ook informatie toevoegen die de chirurg niet kan zien. Met onze augmented reality kunnen we de delen van het lichaam laten zien die onzichtbaar zijn, zoals diepere weefsellagen of organen die aan het zicht worden onttrokken door vetweefsel of bloed.鈥�

鈥淲e hebben vooraf een CT-scan van de pati毛nt nodig, zodat we hun anatomie kennen. Door informatie over organen of slagaders die aan het zicht onttrokken zijn mee te nemen, kunnen we waardevolle aanvullende inzichten opleveren.鈥�

Bovendien helpt de uitgebreide informatie de chirurg om precies te weten waar hij zich tijdens de operatie bevindt. Iedereen die ooit een 3D-game heeft gespeeld, weet hoe snel je je gevoel voor op en neer verliest.

鈥淎ls een foto je vertelt waar je bent en in welke richting je kijkt, maakt dat een enorm verschil. Dit maakt dit soort robotgeassisteerde chirurgische technieken niet alleen sneller te leren, maar ook minder vermoeiend voor de chirurgen, vooral bij lange, complexe en risicovolle procedures鈥�, zegt Al Khalil.

Informatie toevoegen

In de laatste stap van het project willen de onderzoekers informatie over de procedure zelf toevoegen. Elke chirurgische ingreep bestaat uit verschillende stappen, zoals het binnendringen van het lichaam, het verwijderen van een orgaan of tumor, netjes hechten en het sluiten van de huid. Uiteraard zal dit met een veel groter niveau van detail en medische kennis worden gedaan.

Al Khalil: 鈥淣et zoals het voor een chauffeur fijn kan zijn om het navigatiesysteem aan te zetten op een bekende route, kan het voor ervaren chirurgen net zo waardevol zijn om dit soort informatie te hebben terwijl ze werken. Je weet waar je bent, kunt anticiperen op de volgende afslag en weet hoeveel van de reis nog rest.鈥�

 鈥淒aarom vergelijkt Jelle (Ruurda, red.) het met Google Maps. Het biedt dezelfde geruststelling wanneer je onderweg bent, maar geeft ook tips en informatie die je nodig hebt om veilig en op tijd aan te komen. Dit maakt lange operaties minder vermoeiend en minimaliseert het risico op fouten als gevolg van vermoeidheid.鈥�

Vroege resultaten

Terwijl Al Khalil nu ruim twee jaar aan het project werkt, werkt promovendus Yiping Li er iets meer dan een jaar aan. Toch heeft ze al een artikel gepubliceerd en op de laatste SPIE-conferentie over medische beeldvorming.

Ronald de Jong is onlangs begonnen als promovendus, maar is in zekere zin al langer bezig met het project dan de anderen, aangezien hij al tijdens zijn masterproef met IntraSurge bezig was.

Al Khalil is erg enthousiast over hun team en de samenwerking met het UMC Utrecht, maar ook binnen de 色中色. 鈥淲e krijgen veel steun van iedereen, en dat is heel fijn als jonge wetenschappers. We praten ook vaak met de chirurgen die met ons systeem gaan werken, en we leren van hen hoe ze hun werk doen.鈥�

鈥淕elukkig zitten er ook industri毛le partners in het consortium. Op deze manier hopen we dat ons werk niet op een plank belandt maar in de OK. Want daarom zijn we zo gepassioneerd over ons werk.鈥�