Bij ingewikkelde operaties krijgen chirurgen tegenwoordig hulp van ingenieurs. Die printen 3D-modellen om operaties mee te plannen en hulpstukken waarmee de chirurg de operatie nauwkeuriger kan uitvoeren. De winst voor de patiënt: een sneller herstel en soms zelfs minder operaties.

De haarscherpe foto’s die we krijgen voorgeschoteld, zijn niet voor mensen met een zwakke maag. Ze tonen een gezicht dat compleet open ligt, met spieren, laagjes vet en stukken bot. En bloed, veel bloed. Achter de laptop zit prof.dr. Thomas Maal, die eerder dit jaar zijn intreerede hield als hoogleraar 3D-technologie in de gezondheidszorg – de eerste van Nederland – aan het academische ziekenhuis Radboudumc in Nijmegen.

De foto’s zijn van een operatie aan iemands onderkaak. Daar zat een tumor in die moest worden verwijderd. Dat werd dus zagen. Vervolgens haalde de chirurg een vervangend stuk bot uit het onderbeen van de patiënt en plaatste dat in de onderkaak. Operatie geslaagd.

Dat zagen doet de chirurg natuurlijk niet in het wilde weg. Op basis van scans is de hele operatie van tevoren in de computer gerepeteerd. Ook kan er een 3D-print van de onderkaak worden gemaakt (zie de foto boven dit artikel). Dit is allemaal mogelijk dankzij de ingenieurs van het Nijmeegse 3D Lab. Hier zitten zeventien medewerkers die onder leiding van Maal werken met 3D-technologie. ‘We hebben werktuigbouwers, software engineers, biomedici en technisch geneeskundigen. Er loopt zelfs iemand van de kunstacademie bij ons rond, die een expert is op het gebied van 3D-animatie’, vertelt Maal.


Operatie voorbereiden

Al die deskundigen zijn er niet alleen om chirurgen digitaal operaties te laten oefenen. Een medewerker van het 3D Lab kan bijvoorbeeld ook een complexe breuk van de heup namaken in de vorm van een 3D-print van plastic, waarmee de chirurg zijn operatie kan voorbereiden. Een andere keer ontwikkelt de afdeling software voor de mixed-reality-bril HoloLens, waarmee verpleegkundigen veel te vroeg geboren kindjes beter kunnen helpen als bijvoorbeeld de hartslag hapert. De rode draad: 3D-technologie moet de zorg voor de patiënt verbeteren.
 

Driedimensionale weergave van de omgeving van de nieren. De paarse structuur rechts is een tumor die moet worden verwijderd. Op basis van scans hebben belangrijke structuren een kleur gekregen, wat de chirurg meer inzicht geeft in het gebied waar hij of zij gaat snijden. Illustratie J. Meulstee, L. Wellens, M. Wijnen.


3D-printers

Wat bij het 3D Lab het meest in het oog springt, is het 3D-printen van onderdelen van het lichaam. Deze technologie is inmiddels volwassen geworden; bovendien zijn 3D-printers zowel beter als betaalbaarder dan vroeger. Sneller zijn de 3D-printers ook: kostte het jaren terug bijna een etmaal om een schedel te printen, nu lukt dat in twee tot drie uur. Het loont al snel de moeite om even een 3D-print te laten maken waarmee een chirurg meer inzicht krijgt in de anatomie van de patiënt. Normaal gesproken kijkt een arts op een scherm naar CT- en MRI-scans.

‘Maar als je een 3D-print maakt, geeft dat meer ruimtelijk inzicht. Plus: de chirurg kan echt testen of hij of zij met de boor ergens bij kan.’ Hierdoor leveren operaties vaker in één keer het gewenste resultaat op en hoeft de patiënt minder vaak onder het mes. Een complexe breuk van de heup is een goed voorbeeld, maar ook in andere gevallen kan een ‘printje’ veel duidelijk maken. ‘Laatst hadden we een patiënt met een hersentumor die moest worden verwijderd’, vertelt Maal. ‘Toen hebben we dat deel van het brein ge-3D-print, met de tumor in rood en de functionele hersenbanen in een andere kleur.’
 

Beter uitleggen wat risico's zijn

Zo’n print geeft niet alleen de chirurg meer inzicht, hij kan hem ook gebruiken om beter aan de patiënt uit te leggen wat de risico’s van de operatie zijn. ‘Bij een hersentumor bestaat het risico dat de chirurg bij het weghalen van de kankercellen te ruim snijdt, waardoor bepaalde ledematen na afloop niet meer zijn te gebruiken’, zegt Maal. Zoiets wil de arts wel vooraf bespreken met zijn patiënt.

Ook voor de communicatie tussen artsen onderling kan een geprint 3D-model meerwaarde hebben. ‘Twee artsen die opties bespreken voor een operatie kunnen heel concreet worden: heb je hier wel aan gedacht? En wat als we het nu eens zo aanpakken?’ Vaak gaat de ingenieur die de hulpmiddelen heeft ontworpen en gemaakt zelfs mee naar de operatiekamer. Mocht de arts vastlopen of een onverwacht probleem tegenkomen, dan kan de ingenieur ter plekke nog een oplossing verzinnen.
 

Wil je het volledige artikel over medische 3D-technologie lezen? Koop dan de digitale versie van het juninummer van De Ingenieur voor € 7,50 of neem - met een korting van 25 % - een digitaal jaarabonnement van 12 nummers voor € 69,-.