I den virtuelle 3D-modellen kan man til enhver tid se hvor instrumentene befinner seg inne i aorta basert på posisjonsdata fra sensorer integrert i instrumentene. Foto: Håvard Egge

3D-teknologi forenkler operasjoner i hovedpulsåren

Et nytt navigasjonssystem basert på elektromagnetisme gjør operasjoner i hovedpulsåren enklere og raskere. Det kan øke operasjonskapasiteten på denne typen behandling.

Aorta-aneurisme er en sykdom som gir utposning på hovedpulsåren, som kan sprekke. Dette vil være livstruende, og slike aneurismer må derfor behandles ved å operere inn nye vegger i aorta.

– Tradisjonelt har man gjort dette med åpen operasjon, men det er klare fordeler om man kan utføre behandlingen fra innsiden – såkalt endovaskulært. Vi har sett på måter å forbedre denne prosedyren på, sier SINTEF-forsker Reidar Brekken.

Utviklingen skjer i tett samarbeid med  St Olavs hospital og NTNU gjennom Nasjonal kompetansetjeneste for ultralyd og bildeveiledet behandling (www.usigt.no).

Det nye operasjonsverktøyet er basert på en åpen programvare (www.custusx.org), som brukes til forskning og utvikling av nye operasjonsmetoder på såkalt kikkhullskirurgi; minimalt invasive inngrep på fagspråket. ( Saken fortsetter under bildet.)

SINTEF-forsker Geir Arne Tangen viser frem det nye navigasjonssystemet, som viser en virtuell 3D-modell av pasientens aorta basert på bildedata fra CT-røntgen. Foto: Håvard Egge

Teknologien vil gjøre det enklere, raskere, tryggere og mer skånsomt å operere hovedpulsåren fra innsiden, ifølge leger som kjenner teknologien.

Reduserer stråling – også for de ansatte

En ulempe med dagens endovaskulære behandling er at man må benytte kontrastvæske og røntgenstråling for å se blodårene og hvor instrumentene befinner seg.

– Kontrastvæsken er belastende for nyrene og strålingen kan være skadelig, spesielt for helsepersonell og operatør som utsettes for dette daglig. Derfor har vi sett på nye metoder å navigere på som gjør at vi unngår dette, sier SINTEF-forsker Geir Arne Tangen.

Teknologien forskerne har valgt å satse på er en feltgenerator. Denne lager elektromagnetiske felt ved hjelp av magnetisme og strøm.

– Navigasjonssystem og styrbare instrumenter for bruk i blodårer vil i særlig grad være til hjelp under endovaskulær behandling av kompliserte aortaaneurismer og kan bidra til at flere pasienter tilbys denne behandlingsformen, sier Brekken.

Kombinert med bildedata fra CT-røntgen gjort i forkant viser systemet en virtuell 3D-modell av aorta. Her kan man ved hjelp av sensorer festet til instrumentene se hvor de befinner seg inne i kroppen.

– Systemet kan bestemme nøyaktig posisjon med en feilmargin på under én millimeter, sier Tangen, som skriver en doktorgrad om emnet.

Det nye navigasjonssystemet fungerer ifølge ham utmerket, men det gjenstår å finne den optimale måten å koble posisjon i den virtuelle 3D-modellen til fysisk posisjon inne i kroppen med høyest mulig nøyaktighet.

Forskerne har også vært med på å utvikle et styrbart kateter som gjør det enklere og mindre tidkrevende å manøvrere i kompleks anatomi. Foto: Håvard Egge

Erik Nypan, forskerlinjestudent ved Institutt for sirkulasjon og bildediagnostikk, NTNU, tester ut spesielt utviklede algoritmer for dette i sitt doktorgradsprosjekt.

Kan styre i alle retninger

Forskerne har også utviklet et styrbart kateter i samarbeid med den nederlandske utstyrsprodusenten Dea. Dette gjør det enklere å navigere i vanskelig anatomi.

Når legene skal bevege seg gjennom blodårer benyttes det i dag et system bestående av et plastrør og en metallvaier i varierende lengder og utseende, kalt kateter og mandreng.

– Kateteret kan være veldig klønete å styre. Derfor har vi laget et nytt kateter hvor man ved hjelp av et håndtak kan bevege tuppen i alle retninger. Det gjør det enklere og raskere å operere ettersom man ikke lenger trenger å skifte kateteret mange ganger underveis for å få ulike bøyer på tuppen, forklarer Tangen.

Så langt er selve navigasjonssystemet testet ut på pasienter, mens det fornybare kateteret venter på godkjenning før det kan testes på mennesker.

Vil vise industrien at det lønner seg

Målet er å vise industrien en teknologi som gjør det enklere og raskere med endovaskulær behandling, slik at operasjonskapasiteten kan økes.

– Navigasjonssystem og styrbare instrumenter for bruk i blodårer vil i særlig grad være til hjelp under endovaskulær behandling av kompliserte aortaaneurismer og kan bidra til at flere pasienter tilbys denne behandlingsformen, sier Brekken.

Overlege i intervensjons-radiologi ved St. Olavs hospital, Frode Manstad-Hulaas, har vært med å utvikle navigasjonssystemet gjennom forskning knyttet til prosjektet «Fremtidens operasjonsrom» ved St. Olavs hospital. Han mener navigasjonssystemet fungerer så godt at store aktører antakelig vil ta i bruk teknologien innen kort tid. Fremtidens operasjonsrom er del av den nasjonale forskningsinfrastrukturen NorMIT (normit.no).

– Det er allerede flere som satser på elektromagnetisk navigasjon i dag, så det blir spennende å se. Kanskje kan vi bruke det under operasjoner allerede om et par år, sier lege Manstad-Hulaas.