Technische innovaties brengen chirurgische precisie op een steeds hoger plan. Nieuw is onder meer een medische TomTom die chirurgen de weg wijst naar de tumor. Innovaties als deze maken volgens onderzoekers binnen enkele jaren deel uit van de reguliere zorg.
Goede kans dat de chirurg in de operatiekamer van de toekomst een hologram van een tumor op het lichaam van een patiënt kan projecteren om vervolgens met een interactief mes te beginnen aan de operatie. Het mes kan de chirurg precies vertellen of het weefsel gezond is of niet. Technieken als deze zijn in de onderzoekswereld al behoorlijk ver ontwikkeld.
Spons in een spons
Het vinden van een tumor op een CT-scan is vrij eenvoudig voor een specialist. Voor zo’n scan met computertomografie (CT) wordt een deel van het lichaam plakje voor plakje gescand met röntgenstralen. Een tumor in het lichaam zelf vinden is het een stuk lastiger. ‘In de meeste gevallen is het tumorweefsel tijdens een operatie goed te onderscheiden van gezond weefsel’, zegt hoogleraar en chirurg Theo Ruers. Bij het Nederlands Kanker Instituut (NKI) leidt Ruers een onderzoeksgroep die nieuwe technieken ontwikkelt voor het chirurgisch verwijderen van tumorweefsel.
‘Vaak is een tumor als een knikker in een spons, goed vindbaar voor de chirurg,’ zegt Ruers. ‘Maar in ongeveer één op de drie gevallen is de tumor als een spons in een spons. Probeer hem dan nog maar te vinden.’ Dat laatste komt bijvoorbeeld voor bij tumoren die al eerder zijn behandeld, waardoor littekenweefsel in de weg kan zitten, of bij tumoren van anderhalve centimeter of kleiner.
Navigatie in het lichaam
De onderzoeksgroep van Ruers heeft een manier ontwikkeld om tijdens de operatie de chirurg naar de tumor te gidsen. Daags voor de ingreep maken experts uit zijn groep een 3D-model van de relevante delen van het lichaam en van de tumor, gebaseerd op medische scans. ‘Dat kost ongeveer twee uur’, zegt Wout Heerink, een technisch geneeskundige in de groep van Ruers die werkt aan de klinische implementatie van navigatietechnieken. ‘De operaties waarbij we deze techniek gebruiken, vinden plaats in een speciale hybride operatiekamer (OK) waar we alle middelen hebben om de chirurg te ondersteunen bij het navigeren.’
In die OK staat een operatietafel met een elektromagnetisch trackingsysteem. Door de patiënt van sensoren te voorzien en een extra CT-scan te maken, is de exacte positie van de patiënt te vertalen naar het 3D-model. ‘We maken een specifieke CT-scan met lage dosis röntgenstralen waarbij de botten en de sensoren zichtbaar zijn. Door deze over het 3D-model te leggen, kunnen we het model matchen met de positie van de patiënt op de operatietafel.’ Dan is de navigatie-opstelling klaar voor de chirurg. Alle instrumentatie waarin sensoren zijn verwerkt, zijn te zien in het 3D-model. Zo kan de chirurg in het lichaam delen aanwijzen en zijn de handelingen met het instrument te volgen in het model.
Verschuiven
‘De positie van de patiënt is daarbij cruciaal’, zegt Heerink. ‘Ligt hij of zij anders dan bij de CT-scan, dan kan dat al zorgen voor een kleine verschuiving in de stand van de botten en daarmee ook de locatie van de tumor.’ Ook tijdens de operatie, als organen en weefsel worden verschoven, kan de positie van de tumor verschuiven. ‘Daarom werken we aan verschillende technieken die deze verschuivingen kunnen registreren en vertalen naar het 3D-model, zoals sensoren die we vlak bij de tumor plaatsen of het maken van een echo tijdens de operatie.’
In de afgelopen twee à drie jaar hebben de onderzoekers met succes bij zeker 250 operaties chirurgen geassisteerd om tumoren te verwijderen. ‘Nu is het tijd om de stap uit het NKI te zetten’, zegt Ruers. ‘De techniek moet uiteindelijk voor alle ziekenhuizen beschikbaar komen.’ Daarvoor werken de onderzoekers aan het zoveel mogelijk automatiseren van de vertaling van de CT-scans naar het 3D-model. Ook de hybride OK willen ze versimpelen. Niet alle ziekenhuizen hebben die tot hun beschikking. Een oplossing is de CT-scan vlak voor de operatie te vervangen door een draadloze echo. De techniek wordt dan handzamer en goedkoper.
Optische vingerafdruk
De routekaart van Ruers naar de tumor geeft nog niet de exacte locatie. ‘Onze aanpak voor het lokaliseren van een tumor werkt als een tweetrapsraket’, legt Ruers uit. ‘De navigatietechniek gebruiken we om een eerste idee te krijgen waar de tumor zit, maar deze kan er nog steeds vier millimeter naast zitten. Een tweede techniek moet helpen om direct in het lichaam te identificeren of het weefsel gezond is of niet.’ Hiervoor werkt een ander deel van de groep aan diffuse reflectiespectroscopie (DRS). Door met wit licht het weefsel te beschijnen, maken de onderzoekers een soort optische vingerafdruk. ‘We hebben een soort pen ontwikkeld met twee optische vezels erin. De ene zendt het licht uit en de ander vangt het op’, zegt Anouk Post, spectroscopiedeskundige uit de groep van Ruers. Schijnen de onderzoekers met de pen op het tumorweefsel, dan reflecteert er een karakteristiek lichtpatroon terug, een zogenoemd optisch spectrum.
MEER LEZEN OVER TECHNISCHE INNOVATIES VOOR DE CHIRURG?
Het volledige verhaal over chirurgische precisie vind je in het septembernummer van De Ingenieur. Koop de digitale versie voor € 7,50, of neem - met een flinke korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van twaalf nummers voor € 69,-.
Openingsfoto: Met het interactieve 3D-model van de onderzoeksgroep van Ruers worden chirurgen geassisteerd bij het operationeel verwijderen van een verscheidenheid aan tumoren.
Foto: Esther Kok
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.