Med blikket i leveren: Kirurgi med supersyn

Dagens operasjonsstuer er høyteknologiske laboratorier. Ingeniørene er blitt nesten like viktige som legene. Tredimensjonal bildeframstilling er på full fart inn i kirurgien.

NY TEKNOLOGI: Ingeniør og kybernetiker Eigil Samset med brillene som gir kirurgene "supermannblikk". Foto: Ola Sæther

Rikshospitalets senter for utvikling av ny sykehusteknologi ligger bortgjemt i den ytterste fløyen i tredje etasje i det enorme bygningskomplekset. Senteret skjuler kimer til framtidig medisinsk teknologi med store kommersielle interesser. Her arbeider rundt 50 leger og ingeniører med å utvikle nye metoder som skal gi raskere, enklere, bedre og billigere behandling av alvorlige sykdommer.

Første norske

Kirurgien har endret seg mye de siste tiårene. Kikkhull-teknologi blir i dag benyttet til stadig flere typer operasjoner. På Rikshospitalets Intervensjonssenter arbeider et forskerteam med en teknologi hvor kirurgene vil få pasientene i to versjoner: En levende i kjøtt og blod – og en kunstig eller virtuell i tre dimensjoner.

Det er et langt stykke å gå. I fjor høst fikk Intervensjonssenteret igjennom en søknad til EUs sjette rammeprogram for forskning med en bevilgning på tre millioner euro – eller 24 millioner kroner over fire år.

Det skal finansiere 15 stipendiater. I tillegg skal et like stort antall forskere ved åtte europeiske forskningsinstitusjoner og utviklingsselskaper delta under ledelse av Eigil Samset , seksjonsleder ved Rikshospitalet i Oslo og førsteamanuensis II ved Institutt for informatikk ved Universitetet i Oslo. Pengene utdeles under Marie Curie Research Training Network (RTN). Stipendiater som ansettes, må være fra et annet land enn vertsinstitusjonen. Det medisinske bildeprosjektet er så langt det eneste norskledede prosjektet under stipendordningen.

I sin forestillingsverden ser Samset, som er ingeniør og kybernetiker, for seg den fullkomne kirurg som arbeider parallelt i den virkelige og den virtuelle verden. Dette kan tenkes som en utvidelse av virkeligheten – ”augmented reality” – som det kalles i prosjektbeskrivelsen.

To virkeligheter

Tenk deg en pasient med kreft i leveren. Tradisjonelt blottlegger kirurgen leveren ved å åpne bukveggen med skalpell for å skjære bort den delen av leveren som svulsten ligger i.

Operasjonen er stor og komplisert, tar lang tid og krever et langvarig sykeleie etterpå. Slik gjøres det fortsatt ved Rikshospitalet, men parallelt benytter også kirurgene kikkhull-teknologi hvor de går inn med tynne instrumenter gjennom bukveggen til svulsten i leveren. Kirurgen følger operasjonen på bilder fra et lite videokamera festet på et videoskop. I tillegg kan han eller hun følge med på ultralyd som tas under operasjonen.

Rikshospitalet arbeider også med en ny teknikk, hvor pasienten ikke trenger å gjennomgå en operasjon i tradisjonell forstand. I stedet for å skjære bort svulsten, fjernes den gjennom nedfrysing fra et fryseelement på et av rørene.

I dag befinner bildene seg fortsatt i et todimensjonalt eller flatt bildesystem - gjerne i sanntid. Kirurgen kan ikke manipulere bildet i den vinkel han eller hun ønsker å observere fra.

– Muligheten for at operasjonen skal bli vellykket vil øke hvis kirurgen samtidig med operasjon kan observere eget arbeid, lever og svulst i 3D-format, og fra en hvilken som helst synsvinkel. Det er programvaren for et slikt visuelt hjelpemiddel vi utvikler, sier Samset.

Utvendig og innvendig

Programvaren kobler sammen video-, MR-, CT- og ultralydbilder i ett dekkende bilde, hvor kirurgen kan se leverens utside og innside på én gang eller velge spesielle utsnitt eller manipulere synsvinkel i sanntid Hjelpemiddelet blir ytterligere forbedret med et infrarødt posisjoneringssystem. Når kirurgen beveger seg rundt i rommet, følger det indre bildet av pasienten med kirurgens bevegelser, som dermed alltid ser det indre fra samme synsvinkel som han eller hun ser det ytre.

Kirurgen vil få bildet opp på en stor skjerm, eller inn på en miniskjerm som er festet til hodet som briller. Skjermen kan være konstruert slik at samtidig som kirurgen ser det indre av pasienten, ser han eller hun gjennom skjermen til pasienten på operasjonsbordet. – Utfordringen er å presentere bilder som kirurgen som håndverker kan forstå like enkelt som en bildebehandler eller radiolog ville gjort det, sier Samset.

Som Supermann

Med denne teknologien kan kirurgen se gjennom vegger og inn i indre strukturer som ikke ligger åpent og i dagen for det normale syn. Teknologien gir en utvidet virkelighet.

– Du kan si det slik at vi vil gi kirurgen det samme supersynet som Supermann benytter for kunne se gjennom vegger, sier Samset.

Den utvidede virkeligheten kan koples opp mot en robot, som kirurgen styrer fra en egen stol. Gjennom roboten arbeider kirurgen virtuelt uten direkte kontakt med pasienten. Fordelen kan være at kirurgen kan ”operere” med store og enkle bevegelser, som roboten minimerer til kirurgisk presisjonsnivå som er vanskelig å utføre manuelt. Alt overvåkes og utføres via bilder i 3D-format – gjerne på en liten brilleskjerm festet til hodet.

På skrivebordet har Samset også en haptisk, eller trykkfølsom spak, hvor brukeren kan kjenne virtuell motstand. Spaken er knyttet opp mot en PC og en skjerm med bilde av en liten ball og en lever – tatt med MR. Via spaken manipulerer operatøren ballen, som kan brukes til å utforske alle deler av leveren. Når ballen treffer leveren, kjenner operatøren motstand i spaken, som ikke kan skyves lenger uten å ødelegges. Med bruk av en slik teknologi vil kirurgen kunne føle endringer i motstand under ”den virtuelle” operasjonen, for eksempel hvis han eller hun støter på en større blodåre.

Systemet kan også utvikles med taktil teknologi, slik at kirurgen kan føle overflatens ruhet eller beskaffenhet gjennom spaken. Ved å dra pekefingeren forsiktig langs flaten kan man kjenne fine strukturer. – Bruk av disse to teknologiene vil bidra til å øke tryggheten på operasjonen, sier Samset.

Intervensjonssenteret har søkt Norges forskningsråd om midler til å utvikle denne teknologien i kirurgisk sammenheng. Får de pengene, vil bruk av haptisk og taktil teknologi bli knyttet opp mot 3D-prosjektet.

Emneord: Teknologi, Informasjons- og kommunikasjonsteknologi, Teknisk kybernetikk, Matematikk og naturvitenskap, Informasjons- og kommunikasjonsvitenskap, Medisinsk teknologi, Medisinske fag, Klinisk medisinske fag, Generell kirurgi Av Robert Sørensen
Publisert 1. feb. 2012 12:00
Legg til kommentar

Logg inn for å kommentere

Ikke UiO- eller Feide-bruker?
Opprett en WebID-bruker for å kommentere