Als tumorcellen tijdens een operatie al worden herkend, kan een chirurg nauwkeuriger opereren. Met de iKnife zijn tumorcellen in enkele seconden van cellen van gezond weefsel te onderscheiden.

 

Bij het verwijderen van een tumor moet een chirurg heel zorgvuldig te werk gaan. Het is zaak dat er geen tumorweefsel in het lichaam achterblijft, maar ook belangrijk om zo weinig mogelijk gezond weefsel weg te halen. Dat laatste geldt vooral in de hersenen, waar een kleine beschadiging grote gevolgen kan hebben.

Maar het verschil tussen aangetast en gezond weefsel is met het blote oog vaak niet te zien. Het zou daarom een uitkomst zijn als de arts al tijdens de operatie op een andere manier kan vaststellen waar de tumor ophoudt en het gezonde weefsel begint.

 

Intelligent mes

Wetenschappers van de Universiteit Maastricht ontwikkelden hiervoor een speciaal instrument: de iKnife. Dit ‘intelligente mes’, zoals het instrument wordt genoemd in een nieuwsbericht van de universiteit, kan tumorcellen binnen enkele seconden detecteren met een precisie van 98 procent. De detectiemethode berust op een analyse van de rook die ontstaat bij het snijden met het mes.

 

Chirurgische rook

De iKnife bestaat uit een elektrochirurgisch mes, een detector en software. Een elektrochirurgisch mes is een operatiemes dat weefsel onder stroom zet tijdens het snijden, waardoor de bloedvaten als het ware meteen dichtschroeien.

‘Zo’n mes wordt bij heel veel operaties gebruikt’, zegt onderzoeker en specialist massaspectrometrie Eva Cuypers van de Universiteit Maastricht. ‘De chirurgische rook wordt als schadelijk beschouwd, en daarom normaal gesproken afgezogen en in een afvalvat gepompt. In plaats daarvan leiden wij het via flexibele buizen naar een massaspectrometer, enkele meters van de operatietafel vandaan.’ Daar wordt de rook geanalyseerd.

 

Vingerafdruk

Een massaspectrometer meet de relatieve hoeveelheid moleculen met een bepaalde verhouding tussen massa en lading in een gasmengsel. Cuypers: ‘Dat leidt tot een moleculair profiel van het weefsel, dat je kunt gebruiken als een soort vingerafdruk die het ene weefseltype van het andere onderscheidt.’

De informatie wordt getoond op een scherm. Cuypers: ‘Op een heel eenvoudige manier, met tekst of met kleuren.’ De onderzoekers denken er over om er ook een audiosignaal aan te koppelen, enigszins vergelijkbaar met een parkeersensor op een auto.

 

Het gedetecteerde type weefsel wordt met een kleurcode getoond op een scherm. Foto: Eva Cuypers, Universiteit Maastricht

 

Storend

Klinisch onderzoek met grote patiëntengroepen om aan te tonen dat de techniek tot betere operatieresultaten leidt, is nog niet gedaan. Wel is het iKnife al in de operatiekamer getest. Hierbij bleek dat het analyse-apparaat nogal storend was tijdens de operatie.

Cuypers: ‘De massaspectrometer is ongeveer zo groot als een koelkast, en maakt behoorlijk wat lawaai. Er zitten namelijk pompen in om het systeem vacuüm te houden, dat is nodig is voor de analyse.’

 

Stiller en compacter

Op dit moment werkt het Maastrichtse team daarom aan een handzamer model. Dit krijgt het formaat van een desktop, veel kleinere pompen, en minder gasaansluitingen. Daarvoor is naast een compactere rooktoevoer ook een ander type detector nodig.

Om te kijken welke vertaalslag nodig is om de resultaten van het nieuwe systeem rechtstreeks met het oude model te vergelijken, zullen de onderzoekers onder meer gebruik maken van kunstmatige intelligentie.

Cuypers: ‘Uiteindelijk hebben we dan een apparaat dat compacter, stiller en goedkoper is, wat de implementatie in de operatiekamer zal vergemakkelijken.’

 

Andere technieken

Ook andere technische innovaties kunnen de chirurg bij het opereren (gaan) helpen. Zo ontwikkelde het Nederlands Kanker Instituut (NKI) een soort medische TomTom om die chirurgen de weg wijst naar de tumor, en ontwikkelden UMC Utrecht en Amsterdam UMC samen een methode om binnen anderhalf uur met behulp van DNA te kunnen bepalen om wat voor soort tumor het gaat.    

 

Openingsbeeld: Een elektrochirurgisch mes wordt in labomgeving gebruikt voor het testen van weefsel. Foto: Eva Cuypers, Universiteit Maastricht