Navigatie voor chirurgen

In het IntraSurge-project werken onderzoekers van de TU/e samen met arts-onderzoekers van het UMC Utrecht aan een Google Maps voor chirurgen. Door realtime informatie toe te voegen aan de beelden van de operatierobot, kunnen nieuwe chirurgen sneller worden getraind in robotgeassisteerde chirurgie. Zo weten ze tijdens de ingreep waar ze zich in het lichaam bevinden en kunnen ze zien welke stappen er nog in de operatie zitten. De eerste resultaten zijn veelbelovend.

Bij patiënten met slokdarmkanker moeten soms de maag en een deel van de slokdarm worden verwijderd. Dit gebeurt steeds vaker met robotgeassisteerde chirurgie. De chirurg kan hier nauwkeuriger mee werken en het is aangetoond dat patiënten sneller herstellen en minder complicaties ervaren. Chirurg Jelle Ruurda van het UMC Utrecht is expert op dit gebied en leidt chirurgen op om de ingreep uit te voeren met de Da Vinci operatierobot.

Tijd en oefening

De training vereist veel tijd en veel oefening, zelfs voor ervaren reguliere chirurgen. Daarom zette hij samen met onderzoekers van de TU/e het IntraSurge onderzoeksproject op. Met als doel een geautomatiseerd navigatie- en oriëntatiesysteem te creëren voor chirurgen tijdens operaties. Een soort Google Maps voor de chirurg.

Augmented Reality

Postdoc-onderzoeker Yasmina Al Khalil werkt sinds 2023 aan het IntraSurge-project bij de faculteit Biomedische Technologie, samen met promovendi Yiping Li en Ronald de Jong. “We werken aan realtime 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 is voor verbetering.”

Van 2D naar 3D

De volgende stap is om deze informatie toe te voegen aan de 3D-beelden waarmee de chirurgen werken. “Tijdens 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”, zegt Al Khalil. “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. We hebben vooraf een CT-scan van de patiënt nodig, zodat we hun anatomie kennen.”  De uitgebreide informatie helpt de chirurg om precies te bepalen waar hij zich bevindt tijdens de operatie. “Dit maakt dit soort robotgeassisteerde chirurgische technieken niet alleen sneller aan te leren, maar ook minder vermoeiend voor de chirurgen, vooral bij lange, complexe en risicovolle procedures”, 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. Al Khalil: “Net 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.”

 “Daarom vergelijkt Jelle (Ruurda, red.) het met Google Maps. Het biedt dezelfde geruststelling wanneer u onderweg bent, maar geeft ook tips en informatie die u 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.”