Hoe hologrammen, virtual reality en AI de operatiekamer transformeren

Hologramtechnologie en VR transformeren de operatiekamer

Kan de ontwikkeling van virtuele organen risicovolle operaties veiliger maken? Chirurgen hebben de mogelijkheid om 3D-modellen van de organen van patiënten te verkennen via VR-brillen, waarbij ze met virtuele tools in het model snijden.

In de toekomst kunnen chirurgen levensreddende operaties oefenen voordat ze ook maar een patiënt aanraken. Een moeder die een deel van haar lever doneert aan haar zieke baby zou bijvoorbeeld een veiligere en voorspelbaardere procedure kunnen ondergaan, omdat artsen het orgaan al in drie dimensies hebben verkend en elk detail van tevoren hebben bestudeerd.

Een Noorse start-up gelooft dat dit geen fictie meer is, maar snel deel uitmaakt van de moderne geneeskunde. Holocare ontwikkelt VR-technologie waarmee chirurgen het orgaan van een patiënt als een 3D-hologram kunnen bekijken, opgebouwd uit dezelfde MRI- of CT-scans die in elk ziekenhuis worden gebruikt. In plaats van naar platte grijze beelden te kijken, kunnen artsen zich binnen een virtuele reconstructie begeven en gezamenlijk hun aanpak plannen.

Samenwerking en betere planning

Volgens Alison Sundset, CEO van Holocare, biedt deze technologie een unieke kans voor samenwerking. “Je kunt vijf chirurgen voorstellen die proberen een ingewikkeld geval te plannen, waarbij iedereen verschillende meningen heeft,” vertelde ze. “Met deze tool kunnen ze samenwerken, de beelden bekijken, vergroten en zelfs binnen de beelden plannen voor een betere operatie.”

Inzicht in het lichaam voor de operatie

Het systeem gebruikt kunstmatige intelligentie (AI) om 2D-medische beelden om te zetten in gedetailleerde 3D-modellen. Chirurgen kunnen deze modellen verkennen met VR-goggles, waarbij ze delen van het orgaan vergroten, het draaien of met virtuele tools in het model snijden. In een demonstratie maakten productontwerpers bewegingen in de lucht, terwijl ze in hun headsets de echte lever van een patiënt met colorectale metastase onderzochten.

Ze oefenden een resectieplan en testten hoe ze een tumor konden verwijderen terwijl ze berekenden hoeveel gezonde lever zou overblijven. “Wat we van clinici hebben geleerd, is dat de echte waarde ligt in het ruimtelijke gevoel en het begrip van de anatomische structuren die je krijgt door vanuit verschillende hoeken te kijken,” voegde Dag Otto Lund, ontwerpverantwoordelijke van Holocare, toe.

De technologie is recentelijk goedgekeurd voor gebruik bij levergevallen, met meer organen die binnenkort worden goedgekeurd. Ziekenhuizen in Noorwegen, Duitsland, Frankrijk, Spanje en het Verenigd Koninkrijk gebruiken de platform al.

Een tweede kans voor patiënten

Deze helderheid is belangrijk omdat chirurgen traditioneel platte scans in hun hoofd moesten omzetten naar mentale 3D-modellen. Dit is een vaardigheid die jaren vergt om te beheersen en vaak leidt tot verschillende interpretaties binnen het team. Sundset merkte op dat jongere chirurgen het moeilijk vinden om 2D-beelden om te zetten in mentale 3D-modellen, wat vaak resulteert in verschillende interpretaties.

“Met deze tool zijn ze volledig op één lijn,” zei ze. Sundset voegde toe dat de technologie al echte uitkomsten voor patiënten heeft veranderd. Een chirurg had een geval als onbewerkbaar verklaard, maar heroverwoog later de scans in 3D terwijl hij junior collega’s lesgaf. “Hij realiseerde zich dat hij eigenlijk kon opereren,” zei ze. “Hij bracht het geval terug en de man is nu levend en wel met zijn kinderen.”

Holocare stelt dat hun op de browser gebaseerde AI-systeem beelden in ongeveer tien minuten kan verwerken tot een 3D-model. Het is ontworpen zodat chirurgen beelden direct in de software kunnen laden, wat de afhankelijkheid van radiologen vermindert en tijd bespaart.

Desondanks benadrukt het bedrijf dat hun AI-software geen diagnostisch hulpmiddel is en dat beelden van slechte kwaliteit zullen leiden tot slechte output. “De AI geeft alleen suggesties. De klinicus of chirurg moet zelf alle labels [van laesies] doorlopen en verifiëren dat deze correct zijn,” zei Lund.

Het bedrijf werkt nu aan het integreren van realtime holografische begeleiding in de operatiekamer via een chirurgische robot. “Ons uiteindelijke doel is dat een chirurg een lens draagt en naar de patiënt kijkt, zodat het hologram over het lichaam van de patiënt wordt gelegd… en je in 3D door het hologram kunt opereren,” aldus Sundset.