Ny teknik kan visa interaktiv 3D-bild av organ under operation

Med den nya tekniken placerar kirurgen ett litet klistermärke med en QR-kod på det aktuella organet – hittills har tekniken enbart testats på levern. Så länge kameran kan följa markören går det att se tumören eller annan struktur på djupet.

– Man kan likna det vid en GPS i organet. I stället för att bara ha en karta inför operationen får vi kontinuerlig vägledning utifrån den aktuella kameravinkeln, säger Niclas Kvarnström.

Han är transplantationskirurg och verksamhetschef för transplantationscentrum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och forskare på Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet.

– Vi har tidigare kunnat skapa en tredimensionell bild, men den har inte varit tillförlitlig eftersom organet ändras under operationen. Om vi vill få en ny bild med ultraljud har vi varit tvungna att avbryta, säger Niclas Kvarnström.

"Lite som Pokémon GO"

Den nya tekniken bygger på att patientunik tredimensionell anatomi kopplas till operationsfältet och visualiseras i relation till kirurgens kamerabild. Med hjälp av förstärkt verklighet, augmented reality, kan tumörer, kärl och andra anatomiska strukturer som ligger dolda under organets yta synliggöras för kirurgen, direkt i operationsfältet. Informationen uppdateras hela tiden när kameran ändrar position.

– Det innebär att datorgenererat innehåll läggs ovanpå den fysiska verkligheten. Det är lite som Pokémon GO men med betydligt högre precision.

Tekniken som nu har börjat användas har tagits fram i samarbete mellan Sahlgrenska Universitetssjukhuset, Chalmers tekniska högskola och Göteborgs universitet. Chalmers Ventures har bidragit till att ett bolag har kunnat bildas för att utveckla tekniken.

Första operationen på människa

Redan för tio år sedan, när Bild- och interventionscentrum hade invigts på Sahlgrenska Universitetssjukhuset hade kirurgerna Niclas Kvarnström och Mårten Falkenberg kontakt med Chalmersforskarna Torbjörn Lundh och Klas Modin, professorer vid institutionen för matematiska vetenskaper, Chalmers och Göteborgs universitet.

Fokus när samarbetet inleddes var att kunna använda bilddiagnostik i hybridsalar och utveckla minimalinvasiv kirurgi på bland annat lever- och tumörkirurgi.

Vägen till den första operationen har sedan varit lång, med flera års teknisk utveckling, prekliniska studier och tester av systemet i olika scenarier. I juni i år genomfördes den första operationen på människa.

– Systemet kunde användas enligt plan under operationen och arbetsflödet fungerade väl. Patienten kunde gå hem dagen efteråt, berättar Niclas Kvarnström.

Stor internationell studie planeras

Under hösten ska ytterligare operationer genomföras. Parallellt fortsätter arbetet med klinisk validering, produktutveckling, kvalitetssystem och den regulatoriska vägen mot marknadsgodkännande.

På längre sikt planeras en större internationell studie, där det redan nu finns samarbete med interventionscentrum på Oslos universitetssjukhus samt sjukhus i Washington.

Även om den första kliniska tillämpningen har varit leverkirurgi ser Niclas Kvarnström potential även inom andra områden.

– Den här tekniken kan användas på många standardingrepp, på tumörer i andra organ eller för att hålla koll på viss anatomiskt struktur. Vi börjar i leverkirurgin, men tekniken kan på sikt få betydligt bredare användning, säger han.

Behovsbaserad forskning

Torbjörn Lundh menar att detta är ett väldigt bra exempel på behovsbaserad forskning:

– Det här utgår inte från något vi suttit och tänkt ut på Chalmers, utan har sin bas i ett riktigt behov från operationsrummet. Klas och jag har tillsammans med våra exjobbare använt och utvecklat den matematik som behövs för att kunna se var tumören ligger dold, säger han.

FAKTA

Arbetet har redan gett upphov till ett antal vetenskapliga publikationer och flera examensarbeten vid Chalmers. För att kunna vidareutveckla tekniken till en medicinteknisk produkt har också bolaget Navari Surgical bildats. Därigenom har projektet kunnat finansieras av bland annat Vinnova och Chalmers Ventures samt flera privata investerare. Västra Götalandsregionen har bidragit med bland annat avtals- och innovationsstöd.

Tre studenter på Chalmers bidrog med examensarbeten i projektet innan det blev ett bolag: Lisa Månsson, Christian Almaleh och Carl Bodin. Läs två av exjobben här:

• https://odr.chalmers.se/items/e8c7a318-e74d-47d3-883d-30349fe4f494
• https://odr.chalmers.se/items/ac82483b-514b-4898-9cf4-04cce105aeda