Digitalt «røntgensyn» kan gi tryggere hjerteoperasjoner hos barn og unge

Bakgrunn for prosjektet

Omtrent 1 prosent av alle nyfødte har strukturelle hjertefeil. Mange barn må gjennom flere operasjoner. Overlevelsen er veldig god, men risikoen for komplikasjoner er fortsatt betydelig og særlig ved komplekse feil er risiko for reoperasjoner høy.

Tradisjonell visualisering (CT, MR og ekkokardiografi) skjer på flate skjermer uten dybdeopplevelse, og kardiologer og kirurger må danne egne subjektive 3D-strukturer mentalt. Kompleksiteten i planlegging og intraoperativ tilpasning er høy, og begrensninger i 2D-bildene fører fortsatt til uventede funn under operasjonen og behov for valg av ny kirurgisk strategi i et begrenset handlingsrom.

Dette prosjektet ble startet for å møte et klinisk behov: å gi spesialister som deltar i hjertekirurgisk planlegging et «digitalt røntgensyn» gjennom tredimensjonale, interaktive hologrammer av pasientens eget hjerte og løfte den anatomiske forståelsen for en mer detaljert preoperativ plan. 

Resultatene av prosjektet

Prosjektet «Truheart» utviklet pasientspesifikke anatomiske digitale tvillinger av hjertet, fremstilt som hologrammer i mixed reality (MR). Dette gir klinikere mulighet til å «gå inn i» hjertet og planlegge kirurgien med realistisk dybdeopplevelse. I en studie av barn som skulle til kompliserte hjerteoperasjoner endret hologrammene behandlingsbeslutningen i to tredjedeler av tilfellene, og det ble observert en trend til færre komplikasjoner. Tidligere uidentifiserte risikomomenter ved operasjonene ble oppdaget. 3D-visualisering og mixed reality ga i en senere studie også medisinstudenter betydelig bedre forståelse av hjerteanatomi enn tradisjonelle CT-snittbilder og er nyttig i utdanning.

Foto: Per Marius Didriksen, OUS

En KI-pipeline ble utviklet for rask, semi-automatisk generering av 3D-modeller direkte fra CT/MR-data, og bedre integrering i arbeidsflyt.

Delprosjektet «HoloPatch» utviklet holografisk 3D-modellerte «lapper» for å forbedre tilpasningen av intracardiale patcher, som lukker hull i hjertet eller re-router blodstrømmen. Resultater viser at disse digitale malene øker presisjonen i planlegging av kompleks kirurgi.

I et samarbeidende ph.d.-prosjekt (stipendiat Dharani Maddali) ved Intervensjonssenteret ble det samtidig utviklet og validert holografisk 3D hjerteultralyd for bedre visualisering av hjerteklaffer i sanntid, rettet mot mini-invasive behandlingsteknikker. 

Hvordan ble prosjektet gjennomført?

Milepæler

• 2016–2018: behovskartlegging og første pilot.
• 2020: utvikling av KI-pipeline.
• 2021–2023: lansering og validering av TruHeart-appen.
• 2023–2024: publisering og pilotering i flere forskningsområder innen teknologi og medisin.

Avgjørende faktorer

Tett tverrfaglig samarbeid mellom klinikere, teknologer og 
industripartnere; brukerorientert utvikling; og solid forskningsforankring gjennom OUS. Ingeniører fra SopraSteria flyttet i en lang periode inn i Intervensjonssenteret. 
Samarbeidspartnere: SopraSteria og  Holocare, Inven2.

Implementering

Hologramteknologien er CE-merket og tatt i bruk nå i behandling av leverkreft og det forskes aktivt videre innen andre utvalgte områder ved OUS, som ortopedisk kirurgi.

Foto: Per Marius Didriksen, OUS

Omfanget av brukermedvirkning i prosjektet

Representanter fra Foreningen for hjertesyke barn (FFHB) deltok i planlegging og evaluering. Pasienter og pårørende har gitt tilbakemelding på om holografisk visualisering som pasient informasjon kan øke trygghet før operasjon. En uavhengig barnehjertekirurg i Gøteborg har gått gjennom pasientforløp med komplikasjoner for å vurdere om planleggingen var avgjørende for utfallet.

Hvilken betydning vil resultatene ha?

For pasientene

Økt kirurgisk presisjon og trygghet, færre komplikasjoner og reoperasjoner, kortere operasjonstid og kortere postoperativt opphold. I ytterste konsekvens også bedret overlevelse for pasienter med komplekse medfødte hjertefeil.

For klinikken

Raskere og mer pålitelig planlegging, bedre kirurgisk tilpasning (HoloPatch), og økt læringsverdi for leger i utdanning og spesialisering. Muligheter for å bygge et anonymt bibliotek med ulike anatomier for opplæring og ikke minst referanse ved planlegging av operasjoner på liknende senere tilfeller da mange forekommer så sjeldent at volumtrening er umulig.

For samfunnet

Bedre og tryggere kirurgi gir lavere kostnader og høyere kvalitet. Norge er nå et ledende miljø internasjonalt innen denne typen teknologi. Overføringsverdi til et stort antall medisinske og kirurgiske områder. Nye prosjekter går i kjølvannet av dette, som trekker mot sanntids digitale tvillinger med 3D visualisering og verdi ikke bare for planlegging men også til bruk under selve prosedyrene.