211service.com
En simulator til hjernekirurger
En ny simulator, der lader neurokirurger øve sig, før de opererer - som piloter på en flysimulator - kan revolutionere, hvordan læger træner til og håndterer hjernekirurgi.
Virtuelt snit: Et teammedlem demonstrerer det nye simuleringssystem.
NeuroTouch, prototypesimulatoren udviklet af Canadas National Research Council (NRC) og flere andre forskningsgrupper, giver kirurger et tørt løb i virtual reality, før de går ind på operationsstuen, hvilket potentielt reducerer fejl.
For det første gengives patientdata fra funktionel magnetisk resonansbilleddannelse (fMRI) til en 3D-model med høj opløsning af en persons hjerne. Efter at modellen er indlæst i systemet, kan læger røre ved og manipulere tumorer og andre virtuelle objekter på skærme i realtid ved hjælp af et fysisk instrument, der ligner en skalpel. Instrumentet har seks frihedsgrader og genskaber det virkelige værktøjs force-feedback og den varierende modstand af væv i hjerneområder med forskellig sejhed. I mellemtiden viser fotorealistiske billeder på skærmen den simulerede operation, inklusive blødning og pulserende grå substans.
Dette er den første simulator, der fuldt ud integrerer medicinsk billedbehandling, materialemodeller, finite element-modellering, grafik og haptikteknologier for at skabe en patientspecifik simulering, siger Ryan D'Arcy, en NRC-neuroforsker, der hjalp med at udvikle NeuroTouch. Et andet bemærkelsesværdigt træk er inkorporeringen af funktionelle hjernekortlægningsdata fra fMRI. Dette gør det muligt at afbilde kritiske hjerneområder, såsom taleområder, mere præcist, siger D'Arcy.
Det treårige projekt på 9,1 millioner USD til udvikling af en neurokirurgisimulator begyndte i april 2008 og involverer omkring 50 klinikere og ingeniører fra hele Canada. Projektet markerede en milepæl i sidste måned, da kirurger i Halifax, Nova Scotia, brugte det til at øve, før de opererede en 48-årig kvinde med en godartet tumor tæt på talecentret i hendes hjerne. Den fem timer lange operation lykkedes, og kvinden blev udskrevet dagen efter. Selvom proceduren var forholdsvis enkel, var det første gang, en simulator var blevet brugt til at køre gennem en sådan operation.
Ledende kirurg David Clarke fra Halifaxs Queen Elizabeth II Health Sciences Center roste prototypen for at være meget realistisk. Operationsholdet gik derind med en viden og tillid, som vi ellers ikke kunne have, sagde Clarke efter operationen. Jeg tror, at det ikke kun er godt i forhold til drøftelser med patienter på forhånd, men er godt for deres samlede operationsresultat.
Da hjerneoperationer bliver mindre invasive, men mere komplekse, kan yngre kirurger blive bedre trænet ved at bruge en simulator, siger Rolando Del Maestro fra Montreal Neurological Institute and Hospital, som var involveret i projektet. Vi neurokirurger kommer til at være som simulatorpiloter, så vi kan finde ud af, om vores færdigheder er på et vist niveau, siger Del Maestro, der tilføjer, at simulatoren måske kan hjælpe med at accelerere træningen.
Abhijit Guha, en neurokirurg på Torontos Hospital for Syge Børn, som ikke er tilknyttet NeuroTouch, siger, at virtuel kirurgi aldrig vil erstatte den ægte vare. En svaghed ved systemet er, at det er baseret på arkiv-MRI-scanninger, som muligvis ikke er gyldige, da operationen fortsætter på grund af hjerne- og cerebrospinalvæskeskift, siger Guha. Der er også dømmekraften, især når noget går galt.
En teknisk begrænsning ved prototypen er, at den kun kan repræsentere tumorer tæt på hjernens overflade, og kirurger kan kun bruge én hånd. Udviklingen vil dog fortsætte til april 2011, og den endelige enhed vil give læger mulighed for at arbejde på dybe hjernetumorer med flere kirurgiske værktøjer og begge hænder.
NRC planlægger at sende prototyper til neurokirurgiske centre i hele Canada og derefter overføre teknologien til en kommerciel partner inden for to år. En kommerciel version kunne sælge for $10.000 til $500.000, afhængigt af dens funktioner. Pakken vil indeholde en pc-baseret planner til optimal kirurgisk korridorvalg samt en træner til kirurgiske opgaver og typiske kirurgiske procedurer, siger NRC’s Robert DiRaddo, der har ledet udviklingen. De to vil blive integreret i et øvesystem til patientspecifik brug.
Målet fra starten har været at kommercialisere den neurokirurgiske simulator, siger D'Arcy. Målet er at placere simulatoren på klinikker, hospitaler og undervisningscentre rundt om i verden, men der er meget arbejde, der skal gøres endnu.