Een onderzoeksteam van prof. dr. Fijs van Leeuwen van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) ontvangt een NWO-subsidie van 1.328.429 euro voor de ontwikkeling van een robot die tijdens een prostaatkankeroperatie kan ‘voelen’ of weefsel gezond of ziek is. Het team gaat met behulp van het bedrijf robotinstrumenten ontwikkelen die de moleculaire samenstelling van prostaatkanker kan detecteren. Dit moet ingrepen in de toekomst preciezer uitvoerbaar maken.
Al langer is robot-geassisteerde prostaatkankerchirurgie een standaard vorm van urologische zorg. In de praktijk staan chirurgen echter voor de uitdaging om ziek van gezond weefsel te onderscheiden. Zicht is hierbij op dit moment het enige zintuig waarop de chirurg kan vertrouwen. “Tijdens robotchirurgie is zicht nu het enige zintuig waar een chirurg op kan vertrouwen. Maar alleen grote en oppervlakkige tumoren zijn goed zichtbaar”, licht Van Leeuwen toe.
Beter inzicht in de samenstelling van weefsel
Het onderzoeksteam van Van Leeuwen werkt aan aangepaste versies van robotische- en laparoscopische instrumenten die de uroloog tijdens operaties gebruikt. Deze geven een specifiek signaal indien zij tumorweefsel vastpakken. Hiermee geven de instrumenten de uroloog tijdens de operatie een beter inzicht in de samenstelling van weefsel. Dit helpt bij het onderscheiden van gezond en ziek weefsel.
“Als mens gebruiken we meerdere zintuigen tegelijk om onze omgeving accuraat in te schatten. We willen de robot en daarmee de chirurgen naast het zien daarom ook laten ‘voelen’”, legt Van Leeuwen uit. “Hierdoor zullen ook diepere liggende en kleinere tumoren herkenbaar worden voor de chirurg. Daarmee zal de kans op terugkeer van de ziekte (en bijwerkingen) na chirurgie afnemen.” Het onderzoek heet ‘Steerable robotic and laparoscopic instruments that can ‘sense’ the molecular signature of prostate cancer tissue’ (SurgiSense).
Prototypen evalueren
Voor de technische ontwikkeling van de robotinstrumenten werkt het onderzoeksteam samen met Design & Prototyping, een onderdeel van de afdeling Medische Technologie in het LUMC. “De manier waarop we prototypen gaan evalueren lijkt erg op de manier waarop verbeteringen in topsport zoals de Formule-1 worden doorgevoerd. We gaan precies in kaart brengen wat het ontwerp voor invloed heeft op het handelen van de chirurg. Aan de hand hiervan zullen we de ontwerpen verder verfijnen, zodat de technologische vooruitgang direct vertaald wordt naar prestatieverbetering bij de chirurg. Deze manier van werken noemen we ook wel intelligent design.”
Bij het project zijn diverse partners betrokken. Het gaat om het Antoni van Leeuwenhoek ziekenhuis, Technische Universiteit Delft, Amsterdam UMC, Leidse Instrumentmakers School (LiS), Prostaatkankernetwerk Nederland, de Technische Universität München, European association of urology, Orsi Academy, DEAM, Demcon, SurgicEye Gmbh, Crystal Photonics en Intuitive Inc.
KIC-call ‘Sleuteltechnologieën voor minimaal invasieve interventies in de zorg’
De subsidie die voor het onderzoek beschikbaar is gesteld is afkomstig uit de KIC-call: ‘Sleuteltechnologieën voor minimaal invasieve interventies in de zorg’. Binnen deze call zijn naast SurgiSense vijf andere onderzoeksprojecten toegewezen die bijdragen aan de ontwikkeling van slimme medische technologie voor minimaal invasieve interventies:
- AdLap Systems: een veelzijdige modulaire geavanceerde laparoscopisch robotplatform met herbruikbare draadloze instrumenten met een alternatief aandrijfmechanisme. Het systeem is volledig modulair en eenvoudig reinigbaar. Dit in tegenstelling tot veel huidige operatierobot, die gebruik maken van wegwerpinstrumenten die tot 14.000 euro per procedure kunnen kosten. Ook wijzen de onderzoekers op de milieuimpact van wegwerpinstrumenten. De aanvragers zijn Amsterdam UMC, LUMC en TU Delft.
- AIM@EPILEPSY: Een AI-ondersteunde 4D-corticalebeoordeling voor minimaal invasieve behandeling van epilepsie. De technologie kan nauwkeurig bepalen waar de regio’s zitten in de hersenen die epilepsie veroorzaken. Dit maakt een minimaal invasieve behandeling met coagulatie of radiotherapie mogelijk. De aanvragers zijn Maastricht UMC+, Maastricht University en TU Delft.
- Bringing Tractography into Daily Neurosurgical Practice: Diffusie-MRI maakt het mogelijk de beweeglijkheid van watermoleculen in de hersenen af te beelden. Deze beweeglijkheid wordt beïnvloed door de onderliggende structuren. Dit maakt een indirect inzicht in hersenbanen mogelijk middels een techniek genaamd tractografie. Binnen dit project willen wetenschappers en klinische specialisten tractografie geschikt maken voor dagelijks gebruik in de kliniek. De aanvragers zijn Erasmus MC en TU Eindhoven.
- INTelligent computeR-Aided Surgical gUidance for Robot-assisted surGEry: Oncologische operaties zijn complexe procedures, wat lange leercurves en postoperatieve complicaties met zich meebrengt. Zo zijn vitale anatomische structuren gelegen in het nauwe operatieveld bij slokdarmresectie. Dit maakt chirurgische oriëntatie uitdagend. Het project draait om het verbeteren van de oriëntatie en anatomieherkenning van chirurgen tijdens operaties met behulp van machine learning-algoritmes voor fase- en anatomieherkenning. De aanvragers zijn de Technische Universiteit Eindhoven en UMC Utrecht.
- Non-invasive analysis of wrist kinematics by four-dimensional CT scanning to improve both diagnosis and treatment of wrists: Polsletsels kunnen leiden tot een instabiel polsgewricht. Indien onbehandeld kan dit leiden tot gewrichtsslijtage. Een instabiel polsgewricht is iets dat echter vaak gemist wordt op röntgenfoto’s. Dit aangezien de instabiliteit alleen zichtbaar is indien de pols beweegt. Vierdimensionale CT-beeldvorming (4DCT) kan uitkomst bieden. Bij 4DCT neemt met in slechts enkele seconden een reeks 3D-beelden op van beide bewegende polsen. Binnen dit project willen de betrokken partijen 4DCT in de kliniek invoeren ter vervanging van een kijkoperatie. Dit moet de diagnose en behandeling verbeteren, terwijl de nevenschade voor patiënten en kosten voor de zorg verminderen. De aanvragers zijn Amsterdam UMC, Radboudumc, UMCG en Universiteit Twente.
In totaal is 9 miljoen euro beschikbaar voor de toegekende projecten. NWO financiert hiervan 6,3 miljoen euro, terwijl de overige 2,7 miljoen euro afkomstig is van partners.
Auteur: Wouter Hoeffnagel
Foto: fernando zhiminaicela via Pixabay
