Operatie ondersteund door hologram

Meestal raadplegen chirurgen tijdens een operatie MR/CT-scans van de patiënt op een scherm in de operatiezaal. Hiervoor moeten ze hun aandacht verdelen tussen het scherm en de patiënt. Met de nieuwe technologie die wordt ontwikkeld door het team van prof. Bart Jansen en prof. Jef Vandemeulebroucke van ETRO, een imec onderzoeksgroep van de VUB, worden 3D-modellen - gegenereerd op basis van medische scans - via augmented reality (AR) geprojecteerd op de exacte plaats waar geopereerd wordt. Zo kunnen de chirurgen hun ogen gericht houden op de patiënt. Ze zien de informatie onmiddellijk op de patiënt en kunnen zo ook nauwkeuriger werken. AR is ook een uitstekend trainingsmiddel. Medische studenten kunnen oefenen in AR zonder mensen of dure apparatuur in gevaar te brengen.

Computerondersteunde chirurgie is vandaag een essentieel instrument in de chirurgische praktijk. Binnen het imec.icon project SARA onderzoekt het team van prof. Jansen en prof. Vandemeulebroucke samen met de andere partners binnen het project, het gebruik van augmented reality om een 3D-weergave van medische beelden en andere informatie te overlappen met de anatomie van de patiënt tijdens operaties in de neurochirurgie en de orthopedische chirurgie. Het doel is om de computerondersteunde chirurgische ervaring te verbeteren en de cognitieve druk te verminderen op chirurgen.

Wanneer de AR-headset wordt gedragen, wordt bijvoorbeeld de tumor zichtbaar binnenin de schedel van de patiënt, nog voor de eerste incisie gemaakt wordt. Hierdoor kan de optimale toegang gekozen worden, maar ook tijdens de operatie kunnen kritieke structuren beter vermeden worden. De persoon die de bril draagt kan door de kamer lopen en het object van alle kanten bekijken. Wat de persoon ziet, wordt ook nog eens gelivestreamd op een externe monitor. Op deze manier kunnen ook externen meevolgen.

“AR laat toe virtuele 3D objecten te plaatsen in de ruimte, die ruimtelijk stabiel blijven als de chirurg zich verplaatst. De precisie die daarbij nodig is voor chirurgie is natuurlijker veel hoger dan voor bijvoorbeeld een computerspel of mediatoepassingen”, zegt prof. Vandemeulebroucke. “Er blijven evenwel nog verschillende uitdagingen voordat deze technologie efficiënt zal kunnen worden toegepast, zoals het gebruiksgemak en een vlotte integratie in de klinische workflow. Met het oog op steriliteit mag er bijvoorbeeld geen manuele interactie plaatsvinden met de brilapplicatie. Het getoonde hologram mag geen occlusie van de handen of tools veroorzaken als dit in de gezichtslijn komt. En ten slotte: welke informatie tonen we en hoe? Het is namelijk belangrijk dat steeds relevante en actuele informatie getoond wordt rond de anatomie van de patiënt en de chirurgische planning, maar een overload aan informatie moet natuurlijk vermeden worden.”