Innovatieve lichttechnologie uit de sterrenkunde maakt binnenkort haar intrede in de operatiekamer. Chirurgen van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) werken samen met sterrenkundigen en technologiebedrijven aan een nieuw optisch instrument dat tumorweefsel en verstoorde doorbloeding tijdens operaties direct zichtbaar maakt. De techniek, afkomstig uit onderzoek naar exoplaneten, belooft grote impact op precisiechirurgie en zorguitkomsten.
Dankzij een subsidie van 1,3 miljoen euro van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) krijgt het project ‘Hyperion’ vorm. Het doel van het project is om binnen zes jaar een compact, mobiel en klinisch inzetbaar instrument ontwikkelen dat chirurgen ondersteunt bij het onderscheiden van gezond en ziek weefsel.
Van telescoop naar operatietafel
De oorsprong van deze medische innovatie ligt bij sterrenkundige Frans Snik (Universiteit Leiden). Zijn expertise in spectrale en polarisatie-analyse, technieken waarmee sterrenkundigen licht van sterren en exoplaneten analyseren, blijkt toepasbaar in de zorg. In plaats van een planeet of ster detecteert het systeem straks tumoren of een afwijkende bloedtoevoer. Cruciale informatie tijdens bijvoorbeeld oncologische of vaatchirurgische ingrepen.
“We gebruiken lichtspectra om doorbloeding te beoordelen en polarisatie om weefselstructuren te herkennen. Tumoren hebben vaak een afwijkend polarisatiepatroon. Dit biedt kansen voor snellere, nauwkeurigere beslissingen tijdens operaties”, legt vaatchirurg Joost van der Vorst (LUMC) uit.
Technologie met impact op patiëntenzorg
Chirurgen hebben momenteel beperkte middelen om tijdens operaties precies te bepalen waar een tumor stopt en gezond weefsel begint. Ook het inschatten van de weefseldoorbloeding, bijvoorbeeld bij diabetespatiënten, blijft lastig. De bestaande commerciële systemen zijn vaak omslachtig, onnauwkeurig of te kostbaar, wat de kwaliteit van zorg negatief kan beïnvloeden.
Het beoogde Hyperion-instrument moet hierin verandering brengen. Het apparaat, ter grootte van een schoenendoos, zal handzaam, mobiel en inzetbaar zijn in uiteenlopende klinische situaties. “Omdat we in de operatiekamer de lichtomstandigheden volledig kunnen beheersen, is het analyseren van lichaamsweefsel zelfs eenvoudiger dan het analyseren van sterrenlicht,” aldus Van der Vorst.
Innovatie versnellen door samenwerking
Het project Hyperion is een voorbeeld van succesvolle publiek-private samenwerking binnen het NWO-programma Toekomstige Optische Breedbandsystemen, onderdeel van het Kennis- en Innovatieconvenant (KIC). Naast het LUMC en de Universiteit Leiden zijn ook Quest Medical Imaging, CHDR en Cosine betrokken, evenals diverse artsen en patiëntenorganisaties.
Onder leiding van Van der Vorst werkt het consortium de komende jaren aan het ontwikkelen, testen en optimaliseren van het prototype. De ambitie van het project is de ontwikkeling van een klinisch gevalideerd hulpmiddel dat chirurgische precisie vergroot, complicaties vermindert en zorgkosten verlaagt.
Tumorweefsel herkennen
Het belang om tumorweefsel te kunnen herkennen, en onderscheiden van gezond weefsel, tijdens een operatie of behandeling is van groot belang. In het Catharina Ziekenhuis werd om chirurgen hierbij te ondersteunen vorig jaar een 3D-navigatiesysteem geïntroduceerd. Tijdens operaties bij vergevorderde of terugkerende endeldarmkanker kunnen chirurgen hiermee millimeter-nauwkeurig zien waar tumoren zich in het bekken bevinden ten opzichte van vitale structuren zoals bloedvaten en zenuwen. Zo kan tumorweefsel niet alleen veel preciezer verwijderd worden, maar daalt ook het risico op complicaties zoals incontinentie, impotentie en pijn.
Bij het Erasmus MC wordt voor het onderscheiden van gezond en tumorweefsel bij eierstokkanker al enkele jaren gebruik gemaakt van een hyperspectrale camera. Deze technologie, ontwikkeld door TU Delft en Erasmus MC, registreert tot 125 lichtbanden per pixel. Hierdoor kunnen chirurgen direct in de operatiekamer onderscheid maken tussen gezond en tumorweefsel, zelfs waar littekenweefsel de visuele herkenning bemoeilijkt. Ook deze oplossing zorgt ervoor dat tumorweefsel preciezer verwijderd kan worden, en gezond weefsel gespaard wordt.
