Holografische chirurgie voor kinderen met nierkanker, een haalbaarheidsstudie

lopend

Onderzoekssamenvatting

Bij een deel van de kinderen met nierkanker wordt er niersparendgeopereerd om zoveel mogelijk nierweefsel te behouden. Dit vergt veel voorbereiding en kennis van de chirurg. Helaas wordt de tumor in ongeveer 30% van de patiënten niet compleet verwijderd of kan dat niet met zekerheid worden gezegd. Dit heeft tot gevolg dat zij zwaardere chemotherapie en/of radiotherapie nodig hebben en dat de overlevingskans lager is.

Voorgestelde oplossing

We hebben een systeem ontwikkeld dat hologrammen projecteert op de nier van de patiënt om de chirurg te helpen tijdens niersparende procedures. Dit systeem gebruikt een HoloLens en holografische 3D modellen. Hiermee kan chirurg belangrijke anatomie zoals de tumor en de vaten in de nier zien, terwijl deze anatomie tijdens de operatie normaal gesproken niet zichtbaar is. De chirurg gebruikt de hologrammen als navigatie om de juiste beslissingen te nemen en om zeker te zijn van een complete verwijdering van de tumor.

Relevantie

Onderzoek naar nieuwe technologie voor operaties bij kinderen met niertumoren is belangrijk om ervoor te zorgen dat de tumor totaal verwijderd wordt bij alle kinderen met niertumoren. Dit vermindert chirurgische complicaties bij deze jongen patiënten en verbetert de overlevingskans en kwaliteit van leven van deze patiëntengroep.

Nieuw aan dit onderzoek is de gebruikte techniek. In kinderchirurgie wordt er een speciale benadering gebruikt voor niersparende verwijdering van de tumor ten opzichte van niersparende chirurgie bij volwassenen. Specifiek voor deze benadering hebben wij een holografisch systeem ontwikkeld. Gebruik van deze techniek kan dus alleen onderzocht worden in deze doelgroep.

Onderzoeksdoel

Met behulp van hologrammen willen we de niersparende procedure makkelijker maken voor de chirurg en een betere uitkomst bereiken voor de patiënt. De holografische techniek moet hiervoor accuraat, betrouwbaar, makkelijk en intuïtief te gebruiken zijn. Hiervoor zijn een tweetal stappen nodig:

  1. Testen van de holografische techniek tijdens de complete verwijdering van de nier met tumor. Tijdens deze operatie wordt geoefend met het positioneren van het hologram in de patiënt. We meten de afwijking van de positie van het hologram ten opzichte van de tumor van de patiënt. Hiermee wordt de nauwkeurigheid bepaald van de holografische techniek bij een echt bewegend orgaan. De operatie wordt vervolgens op standaard wijze uitgevoerd zonder gebruik te maken van de informatie van het hologram. Zo kan de chirurg wennen aan de techniek zonder extra risico’s te nemen voor de patiënt.
  2. Wanneer de chirurgen gewend zijn en tevreden zijn met deze techniek en wanneer de techniek accuraat de hologrammen positioneert in de patiënt, willen we een pilotstudie doen. In deze pilot worden niersparende operaties uitgevoerd waarin de informatie van het hologram wordt meegenomen in de manier waarop de operatie wordt uitgevoerd.

Onderzoeksopzet

In de eerste studie projecteren we hologrammen op de patiënt tijdens een operatie. Hiervoor includeren wij 20 patiënten met een Wilms’ tumor die een complete verwijdering van nier met tumor ondergaan in het Prinses Máxima Centrum. In het tweede onderzoek verrichten we een pilotstudie waarin we 5 keer een niersparende procedure uitvoeren met behulp van hologrammen.

Verwachte uitkomsten

Wij verwachten dat onze ontwikkelde techniek helpt met het verbeteren van niersparende chirurgie. De hologrammen verbeteren chirurgisch inzicht tijdens de operatie. Omdat de operatie minder ingewikkeld wordt met deze nieuwe techniek hopen wij dat we de indicatie voor niersparende chirurgie kunnen verruimen. De verwachting is dat na een geslaagde niersparende operatie, de lange termijn gevolgen minder ernstig zijn dan na een complete verwijdering van één nier.

Implementatie van het resultaat

Indien het onderzoek succesvol is, zal deze techniek standaard gebruikt gaan worden bij kinderen die een niersparende operatie ondergaan. Dit zal in eerste instantie worden gedaan in een prospectief onderzoek om de voordelen te onderzoeken. Dit kan op korte termijn gerealiseerd worden. Als de holografische techniek nuttig blijkt bij niersparende chirurgie, willen wij het ook verder ontwikkelen en gebruiken bij operaties van andere kinderoncologische ziektebeelden zoals neuroblastomen, sarcomen en levertumoren.

Nieuws en resultaten

De eerste test met hologrammen tijdens nieroperaties liet zien dat de techniek potentie heeft, maar nog niet betrouwbaar genoeg is voor gebruik in de praktijk.

Bij 10 kinderen met een Wilms-tumor zijn hologrammen van de nier met tumor en bloedvaten tijdens de operatie geprojecteerd. In 3 gevallen lukte het om de hologrammen goed te laten aansluiten op de anatomie van de patiënt. Chirurgen gaven aan dat dit extra inzicht bood in de ligging van de tumor en omliggende bloedvaten. Het hologram hielp om diepte en ruimtelijke verhoudingen beter te begrijpen. Ook werd de gebruiksvriendelijkheid van de bril positief beoordeeld.

In de meeste gevallen bleek de techniek echter onvoldoende nauwkeurig. Vooral bij grotere tumoren was de plaatsing van de noodzakelijke referentiepunten lastig of onmogelijk, waardoor registratie vaak mislukte. Daarnaast kostte het registreren extra tijd.

De onderzoekers concluderen dat de huidige aanpak nog niet geschikt is voor klinische toepassing. Voor verdere ontwikkeling zijn automatische en robuustere registratiemethoden nodig, mogelijk in combinatie met geavanceerdere augmented reality-apparaten met meer en andere soorten sensordata.