Nu skal hologrammer gøre operationer sikrere og hurtigere

Tyktarmskræft er kompliceret at operere. Der findes ikke to mennesker med samme blodkarmønster i tarmkrøset. Vi har vener og arterier forskellige steder, og tarmen ligger i forskellige mønstre hos os alle.

Ved en operation er man selvfølgelig nødt til at fjerne den del af tarmen, hvor kræftsvulsten sidder, men før man rører tarmen, skal blodkarrene, som forsyner svulsten, fjernes ved afgangen, som oftest ligger dybt skjult i tarmkrøsets fedtvæv. Samtidig skal man fjerne flest muligt lymfeknuder for at undgå spredning af kræftceller uden at skade lymfedrænagen.

Og når man åbner maven, er alt det, man skal lokalisere med millimeterpræcision, derudover dækket af et fedtlag.

På gastrokirurgisk afdeling på norske Akershus Universitetssygehus har de i flere år brugt CT-billeder til at konstruere 3D-modeller, således at kirurgerne skal kunne gøre sig bekendt med den enkelte patients unikke anatomi før operationen. Da afdelingen kom med i HoloCare, som arbejder med nye løsninger til augmented reality i sundhedsvæsenet, så de hurtigt, at disse operationer havde stort potentiale til at være platform for ny teknologi.

»Her havde vi allerede store mængder 3D-data, så at flytte modellerne fra papir til holografisk visualisering var en naturlig vej for os at gå,« siger projektkoordinator og ph.d-studerende Javier Luzon.

Tværfagligt samarbejde

Projektet har fået navnet CTrue (som i see through). Arbejdsværktøjet er AR-brillen Hololens, og appen er udviklet i tæt samarbejde mellem lægerne på Akershus og udviklere fra Sopra Steria.

»Som læger synes vi, at vi har et ansvar for at udnytte de bedste værktøjer, som er tilgængelige, for at udføre bedst mulig kirurgi så risikofrit og hurtigt som muligt. Ved at flytte 3D-visualiseringen fra papiret til projicering direkte på maven, der hvor vi arbejder, håber vi, at det kan gøre lægerne mere sikre. Målet er bedre vejledning og navigation under tarmkræftoperationerne samt at undgå kar-skader, blødninger og andre komplikationer,« siger Javier Luzon.

Med hololens på hovedet trykker og vifter han med fingrene i luften foran sig. Gennem brillerne ser han et hologram af vener og arterier, som han kan rotere, flytte rundt og zoome ind på med bare nogle fingerbevægelser.

En ekstra fordel ved at have et hologram frem for eksempevis en fysisk 3D-printet model er, at kirurgen slipper for at røre ved modellen for at ændre vinkel eller position i et sterilt operationsmiljø.

Grundig test

Før de kommer dertil, hvor de kan teste det på patienter, skal de være sikre på, at teknologien fungerer. Det er i denne valideringsfase, de er nu.

»Teknologi har altid plads til forbedringer. For det første er modellen statisk på den måde, at hologrammet ikke ændrer form, hvis du for eksempel strækker vævet. Derudover kan karret udvikle en spasme, når man bevæger sig ind i det med instrumenterne, således at det bliver betydeligt mindre, end det var på CT. Det værste, som kan ske, er, at et eller flere kar og vener ikke er blevet rekonstrueret fra CT-billederne – noget, som kan ske, fordi det er vanskeligt at få samme koncentration af kontrastmiddel både i tarm, arterier og vener ved CT. Derfor bruger vi så tyndt et snit som muligt på CT-billederne (0,5 mm) for at få den bedst mulige opløsning – og vi segmenterer altid modellerne manuelt. Det giver det bedste resultat. Alt dette er derfor overkommelige udfordringer, når en kirurg tænker, mens hun arbejder. Vi har opereret over 600 patienter med brug af 3D-rekonstruktioner, så vi er helt trygge ved, at det fungerer,« siger projektleder og professor i kirurgi Dejan Ignjatovic.

I praksis kører alle HoloCare-apps med fælles kodebase. Applikationsudvikler Christopher Tannum fra Sopra Steria forklarer, at det gjorde det enkelt at overføre 3D-modellerne til Hololens. Fra et udviklersynspunkt er der kun lille forskel på at visualisere et tarmsystem og et byggeri. Det er også de samme tekniske løsninger, de vurderer, når de nu skal forsøge at få hologrammet til at placere sig nøjagtigt i den rigtige position identisk dimensioneret til patientens anatomi i maven.

»Enten bruger man markører, man placerer på patienten, og som er i overensstemmelse med nøjagtige positioner på CT-billederne, hvor man samtidig registrerer tilsvarende lokationer på billederne og på patienten. Det har vi testet og set, at det kan fungere. Ellers kan man bruge et infrarødt kamera til at tracke markører med infrarøde mærker, som viser, hvor hololensen skal stå. Det giver en rigtig god præcision, men vi er fortsat ikke landet på, hvad der er den bedste metode. Det skal vi teste fremover. Målet er at finde den løsning, som giver bedst klinisk værdi og mest nytte i patientbehandlingen,« siger Christopher Tannum.

Dejan Ignjatovic siger, at de vil begynde at teste den præcise hologramgengivelse ved hjælp af markører før sommeren. Det bliver dukker, der er de første testobjekter.

Ny version

Samtidig venter de spændt på at komme til at bruge den nye version af Hololens, som blev lanceret i februar og sandsynligvis bliver tilgængelig i Norge til sommer. Hololens 2, som den hedder, er meget lettere, mere brugervenlig, tillader i langt højere grad detaljeret navigering og har bedre sensorer, kameraer og dybdegengivelse. Den tracker også dine øjne og har mange flere punkter i hænderne, og den giver brugeren næsten dobbelt så stort synsfelt som Hololens 1.

»Vi er sikre på, at Hololens 2 vil give os den funktionalitet, som gør, at vi kan tage skridtet ind i operationsstuen med denne teknologi. I dag er det største problem, at Hololens 1 kæmper med at genkende det fysiske område, hvis rummet har andet end meget enkle og overskuelige strukturer, for så kan modellen begynde at flytte sig, uden at man ønsker det. Hololens 2 vil få betragteligt større genkendelsesfærdigheder, og det håber vi vil eliminere problemet med modelstabilitet,« siger Javier Luzon.

Han synes, det er utrolig spændende at få lov til at arbejde så tæt sammen med ingeniører og udviklere om ny teknologi, som kan give sikrere kirurgi og færre komplikationer for patienterne.

»Det er virkelig spændende at være med til sådan et tværfagligt samarbejde. Fremtiden er højteknologisk, og det er vigtigt, at vi læger lærer at samarbejde med teknologer,« siger Javier Luzon.

Artiklen er fra tu.no