Anatomisk 3D-kart

Prosjektet, som vil strekke seg over 4år, koordineres av seksjonsleder Ole Jakob Elle ved Seksjon for teknologi­- forskning ved Intervensjonssenteret på Rikshospitalet og førsteamanuensis ved Institutt for Informatikk ved Universitetet i Oslo. Konsortiet består av 14 deltagende organisasjoner fra ledende europeiske universiteter, sykehus og industri som gjennom utdanning av 15 PhD’er skal utvikle morgendagens navigasjonssystem for laparoskopisk kirurgi. I tillegg til Oslo Universitets­sykehus som koordinerer prosjektet er både Sintef og NTNU prosjektpartnere på norsk side. Prosjektet vil utvikle nye teknologiske metoder som skal forenkle bruk og forbedre nøyaktighet ved kirurgisk navigasjon, noe som skal valideres klinisk blant annet ved ­Intervensjonssenteret under kirurg og professor Bjørn Edwin. NorMIT’s forskningsplattform for navigasjon finansiert gjennom Forskn­ings­rådets Storskala Forskningsinfrastrukturmidler benyttes parallelt med at metodene integreres i et kommer­sielt produkt hos en av de industrielle partnerne.

Intervensjonssenteret har jobbet med problemstillinger innenfor laparoskopisk kirurgi siden senteret ble etablert i 1996. Professor Bjørn Edwin, som har et av Europas største materialer med hensyn til laparoskopisk lever­reseksjon av kolorektale levermetastaser med mer enn 900 pasienter operert, har siden starten vært tilknyttet som kirurg ved Intervensjonssenteret. En vellykket kirurgisk reseksjon av levermetastaser krever fullstendig fjerning av tumoren samtidig som man skåner mest mulig friskt vev. På grunn av ­tekniske og kliniske utfordringer er det en relativt lav andel av pasientene som er kvalifisert for reseksjon. Det er derfor et presserende behov for å øke andelen av pasientpopulasjonen som er kvalifisert for reseksjon og forbedre overlevelsesprognose etter operasjon. På grunn av Intervensjonssenterets tverrfaglige natur, har slike problemstillinger gitt opphav til ulike teknolog­iske forsknings- og utviklingsprosjekter de siste 10-12 årene. I 2004-2008 koordinerte Intervensjonssenteret EU-­prosjektet ARISER (Augmented ­Reality in Surgery), hvor et delprosjekt gikk ut på å lage et anatomisk 3D kart over lever for kirurgisk planlegging. Her ble 3D modeller av blodårestrukturen i leveren (spesielt vene og port­venesystemet) i tillegg til tumor og leveroverflate generert og visualisert. Gjennom ulike doktorgradsprosjekter i nyere tid, har denne plattformen for kirurgisk planlegging blitt viderefor­edlet, og er nå del av en nasjonal navigasjonsplattform som utvikles sammen med Sintef, Medisinsk Teknologi i Trondheim (NorMIT). Utfordringene som har vært løst har vært knyttet til bildebehandlingsmetoder som på en brukervennlig og rask måte trekker ut den ønskede anatomi slik at en mest mulig presis modell av organet presenteres. Et interaktivt deformerbart plan kan så legges visuelt inn i modellen for å vise hvor reseksjonen bør foretas for å minimere mengden levervev som fjernes, samtidig som at hele tumoren inkludert en sikkerhetsmargin fjernes. Blodårene i modellen i relasjon til tumor viser hvilke områder som affiseres ved det valgte reseksjonsplan. Bildet på forrige side viser grovt de ulike trinn i generering av et slikt anatomisk 3Dkart.

HiPerNav prosjektet ble innlevert i forbindelse med EU utlysningen Marie Skłodowska-Curie actions – Innovative Training Networks (ITN). Her skal 15 unge forskere (PhD-stipendiater), både teknologer og leger, utdannes til å bli internasjonalt ledende på sentrale kompetanseom­råder gjennom en koordinert plan for individuelle forskningsprosjekter som adresserer flaskehalser i bløtvevs-navigasjon for bedre behand­- ling av kreft. Tverrfaglig dialog og arbeid mellom klinikere og teknologer vil være avgjør­ende for å løse disse flaskehalsene. Ved å gi forskere kunnskap og opplæring innen spesifikke emner fra minimal­invasiv behandling, biomedisinsk ­teknologi, innovasjon og entreprenørskap, vil koblingen mellom akademisk forskning og industri styrkes. Dette tillater at resultatene fra forskningsprosjektene enkelt skal kunne over­føres til løsninger som også kan ut­nyttes kommersielt.

Markedet for bløtvevs-navigasjon er fortsatt i en tidlig fase, hovedsakelig på grunn av utfordringer med hensyn på nøyaktighet ved deformerbare og beveg­elige organer.

Tverrfaglig opp­læring vil få forskerne i dette konsortiet av ledende internasjonale forskningsinstitusjoner, universiteter og industri til å initiere translasjonsforskning fra akademiske teorier til klinisk utprøving av prototyper og utvikling av løsninger og verktøy. ­Intervensjonssenteret vil koordinere prosjektet, delta i den teknologiske utviklingen gjennom veiledning av stipendiater, samt være et av to steder for klinisk utprøving av ny teknologi.

Det anatomiske 3D kartet som er utviklet på Intervensjonssenteret har tradisjonelt blitt vist på en2D skjerm ved siden av det laparoskopiske ­videobildet under kirurgi. Gjennom et ­s­amarbeid med SopraSteria (se forrige artikkel om Hologramteknologi av ­Målfrid Bordvik) kan denne modellen nå visualiseres gjennom Hololens­teknologien til Micro­soft. •

Seksjonsleder og Professor Bjørn Edwin og Ole Jakob Elle ved Intervensjonssenteret står med hodemonterte briller (Hololens-teknologien fra Microsoft) hvor det vises en levermodell som om den henger i løse luften som her illustrert på bildet.