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

Før vi forklarer mer må vi spole tilbake til 2016, da Sopra Steria hadde fått tak i noen mixed reality smartbriller, HoloLens. De kontaktet Intervensjonssenteret (IVS) og Ole Jakob Elle for å høre om de hadde noen prosjekter som kunne egne seg til bruken av teknologien. Det hadde de.

De første som tok verktøyet i bruk, var leverkirurgene. Barnekardiologene kom etter. I starten ble det brukt 3D-printede modeller til planlegging av kompleks kirurgi, men det var kostbart og tidkrevende. Hologrammene er mye enklere da man kan ta dem opp og se på og få en mer realistisk oversikt over hva man kommer til å se under en operasjon.

- Hologrammene brukes mest til preoperativ planlegging, men kan bli med på for eksempel kateterlabben for å hjelpe å huske ulike momenter i anatomien. Hologrammet gir en rask og intuitiv oversikt over en vanskelig anatomi, forklarer barnekardiolog ved OUS, Henrik Brun.

- Det er et veldig godt eksempel på et prosjekt på IVS der teknologer og leger har jobbet i sameksistens for å utvikle noe som er til gode for både pasienter og klinikere. På denne måten får vi ut det beste av to verdener, forteller Ole Jakob Elle.

Fra 2D til 3D

Matthias Lippert, nå Sykehuset Levanger, gjorde en del av sin doktorgrad på prosjektet. - Dette har vært et veldig spennende og morsomt prosjekt å jobbe med. Det er tverrfaglig i skillet mellom teknologi, klinikk og fremtiden. I tillegg var det å få jobbe med hologrammer som en «dream come true», noe jeg bare kjente fra barndommens science fiction univers, forteller han. - Teknologien gir et godt overblikk over anatomi. Henrik hadde alt jobbet med dette fra 3D-print, mens her fant vi en måte å visualisere det hele mer intuitivt. Jeg selv hadde begrenset erfaring med medfødte hjertefeil. Dette er et område hvor man gjerne må bruke mye tid på å lære seg feltet. Jeg føler at jeg som relativt ung lege lærte meg å forstå mer om komplekse hjertefeil særlig ved hjelp av denne teknologien, legger Lippert til.  

Foto: Per Marius Didriksen, OUS

Applikasjonen er et tilleggsverktøy og det viste at i to av tre tilfeller har bruken av modellen innvirkning på operasjonsplanen. - Dette ble veldig godt mottatt av kirurgene, de likte den nye måten å se CT-bildene på. Det er god nytte av dette i utdanning av nye kirurger, særlig på spesiell hjerteanatomi, hvor det er så få tilfeller at det er vanskelig å gi mengdetrening. Men også de erfarne kirurgene ser nytte i bruken av hologrammene. Det reduserer antallet overraskelsesmomenter underveis i operasjonene. Når de følger planen på hologrammer ser det ut til at de opplever de færre reoperasjoner, sier Brun.

Bedre planlegging

Omtrent 1 % 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. 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. 

Kunstig intelligens er brukt til å trekke ut data automatisk fra CT- og MR-bildene og visualiseres som 3D anatomisk modell i brillene. Man kan gjøre dette manuelt ved å hente opp CT-bilder og sette det sammen til gode modeller, men det er svært tidkrevende. IVS- teknologene har bidratt til å trene opp KI-modeller til å gjenkjenne et hjerte den ikke har sett før og sette det sammen til en god modell med små korreksjoner. Det går mye raskere. Det er gått fra å ta cirka 4 timer til rundt 25 minutter for å få lastet bilder opp i brillene for planlegging. Utviklere fra HoloCare har programmert inn verktøy i brillene slik at kirurgene blant annet kan ta ut deler for å se spesifikt på noe eller bare gå rundt å se seg om. 

Foto: Per Marius Didriksen, OUS