211service.com
Een simulator voor hersenchirurgen
Een nieuwe simulator waarmee neurochirurgen kunnen oefenen voordat ze opereren, zoals piloten op een vluchtsimulator, kan een revolutie teweegbrengen in de manier waarop artsen trainen voor en omgaan met hersenchirurgie.
Virtuele incisie: Een teamlid demonstreert het nieuwe simulatiesysteem.
NeuroTouch, de prototypesimulator die is ontwikkeld door de Canadese National Research Council (NRC) en verschillende andere onderzoeksgroepen, geeft chirurgen een droge run in virtual reality voordat ze de operatiekamer betreden, waardoor fouten mogelijk worden verminderd.
Eerst worden patiëntgegevens van functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) omgezet in een 3D-model met hoge resolutie van de hersenen van een individu. Nadat het model in het systeem is geladen, kunnen artsen tumoren en andere virtuele objecten op schermen in realtime aanraken en manipuleren met behulp van een fysiek instrument dat lijkt op een scalpel. Het instrument heeft zes vrijheidsgraden en bootst de force-feedback van het echte gereedschap en de variërende weerstand van weefsel in hersengebieden met verschillende taaiheid na. Ondertussen tonen fotorealistische beelden op het scherm de gesimuleerde operatie, inclusief bloedingen en pulserende grijze materie.
Dit is de eerste simulator die medische beeldverwerking, materiaalmodellen, eindige-elementenmodellering, grafische afbeeldingen en haptiektechnologieën volledig integreert om een patiëntspecifieke simulatie te creëren, zegt Ryan D'Arcy, een NRC-neurowetenschapper die hielp bij het ontwikkelen van NeuroTouch. Een ander opmerkelijk kenmerk is de integratie van functionele hersenkaartgegevens van fMRI. Hierdoor kunnen kritieke hersengebieden, zoals spraakgebieden, nauwkeuriger worden afgebeeld, zegt D'Arcy.
Het driejarige project van $ 9,1 miljoen voor de ontwikkeling van een neurochirurgische simulator begon in april 2008 en omvat ongeveer 50 clinici en ingenieurs uit heel Canada. Het project markeerde vorige maand een mijlpaal toen chirurgen in Halifax, Nova Scotia, het gebruikten om te repeteren voordat ze een 48-jarige vrouw met een goedaardige tumor nabij het spraakcentrum van haar hersenen opereerden. De vijf uur durende operatie was succesvol en de vrouw werd de volgende dag ontslagen. Hoewel de procedure relatief eenvoudig was, was het de eerste keer dat een simulator werd gebruikt om een dergelijke operatie uit te voeren.
Hoofdchirurg David Clarke van het Queen Elizabeth II Health Sciences Center in Halifax prees het prototype omdat het zeer realistisch was. Het operatieteam ging naar binnen met een kennis en vertrouwen die we anders niet zouden hebben, zei Clarke na de operatie. Ik denk dat dat niet alleen goed is voor de gesprekken vooraf met patiënten, maar ook goed is voor hun algehele chirurgische resultaat.
Omdat hersenoperaties minder invasief maar complexer worden, kunnen jongere chirurgen beter worden getraind met behulp van een simulator, zegt Rolando Del Maestro van het Montreal Neurological Institute and Hospital, die bij het project betrokken was. Wij neurochirurgen zullen als simulatorpiloten zijn, dus we kunnen erachter komen of onze vaardigheden op een bepaald niveau zijn, zegt Del Maestro, die eraan toevoegt dat de simulator kan helpen de training te versnellen.
Abhijit Guha, een neurochirurg in het Toronto's Hospital for Sick Children, die niet is aangesloten bij NeuroTouch, zegt dat virtuele chirurgie nooit het echte werk zal vervangen. Een zwak punt van het systeem is dat het gebaseerd is op MRI-scans uit het archief, die mogelijk niet geldig zijn naarmate de operatie vordert vanwege verschuivingen in de hersenen en het hersenvocht, zegt Guha. Ook is er de beoordelingsfactor, vooral als er iets misgaat.
Een technische beperking van het prototype is dat het alleen tumoren dicht bij het oppervlak van de hersenen kan vertegenwoordigen, en chirurgen kunnen maar één hand gebruiken. De ontwikkeling zal echter doorgaan tot april 2011, en met het laatste apparaat kunnen artsen met meerdere chirurgische instrumenten en beide handen aan diepe hersentumoren werken.
NRC is van plan prototypes naar neurochirurgische centra in heel Canada te sturen en de technologie vervolgens binnen twee jaar over te dragen aan een commerciële partner. Een commerciële versie zou kunnen verkopen voor $ 10.000 tot $ 500.000, afhankelijk van de functies. Het pakket bevat een pc-gebaseerde planner voor optimale selectie van chirurgische corridors en een trainer voor chirurgische taken en typische chirurgische procedures, zegt Robert DiRaddo van NRC, die de ontwikkeling leidde. De twee worden geïntegreerd in een repetitiesysteem voor patiëntspecifiek gebruik.
Het doel was vanaf het begin om de neurochirurgische simulator te commercialiseren, zegt D'Arcy. Het doel is om de simulator in klinieken, ziekenhuizen en onderwijscentra over de hele wereld te plaatsen, maar er is nog veel werk aan de winkel.