Augmented Reality geeft artsen 3D-zicht tijdens plaatsing hersendrain: minder complicaties en minder heringrepen
.jpg)
Artsen van het UZ Brussel die een levensreddende hersendrain (Externe Ventriculaire Drainage of EVD) plaatsen met behulp van Augmented Reality (AR) doen dat nauwkeuriger en met meer succes dan hun collega's die zonder dit hulpmiddel werken. Dat blijkt uit een klinische pilootstudie met een nieuw ontwikkeld AR-systeem, dat de Microsoft HoloLens II met een op maat gemaakt chirurgisch navigatiesysteem combineert. Bovendien zorgt deze aanpak voor minder complicaties en is de kans kleiner dat de ingreep moet herhaald worden. Dr. Frederick Van Gestel, arts-specialist in opleiding neurochirurgie aan het UZ Brussel en onderzoeker aan de Vrije Universiteit Brussel, stelde op uitnodiging de resultaten voor op de jaarlijkse bijeenkomst van de Congress of Neurological Surgeons (CNS) in Los Angeles.
Neuro-navigatiesystemen helpen chirurgen om zich beter te oriënteren in het hoofd van de patiënt tijdens de planning en uitvoering van hersenchirurgie. De traditionele systemen kunnen enkel in de operatiezaal gebruikt worden, omdat hun grote omvang slechts beperkte mobiliteit toelaat. Daarnaast krijgt de chirurg vandaag de dag deze navigatie vaak te zien als tweedimensionale beelden op een extern scherm, en moet deze informatie dan mentaal nog omzetten naar driedimensionale interpretatie en handelingen bij de patiënt.
“Dat is zeker niet altijd even gemakkelijk”, vertelt dr. Frederick Van Gestel. “Door de integratie van Augmented Reality (AR) voor chirurgische navigatie, zijn we in het kader van mijn doctoraatsonderzoek erin geslaagd dit te verbeteren.”
In tegenstelling tot virtual reality (VR), dat gebruikers onderdompelt in een volledig computergemaakte wereld, voegt AR digitale informatie en objecten toe aan de werkelijkheid. Op die manier lijken deze virtuele beelden deel uit te maken van de echte wereld. Met behulp van displays die de chirurgen op het hoofd dragen, kunnen ze patiënt-specifieke anatomische gegevens en chirurgische navigatiepunten direct als driedimensionale informatie op de patiënt projecteren.
Dr. Van Gestel bevestigt: “Deze intuïtieve weergave van de belangrijkste informatie in het gezichtsveld van de chirurg, laat hen toe om een blik te werpen op de anatomie binnenin en zich zo beter te oriënteren in de complexe hersenstructuren – als een GPS-navigatie voor het menselijk brein.”
Samen met een team van ingenieurs van de Vrije Universiteit Brussel, slaagden de artsen van de dienst Neurochirurgie van het UZ Brussel erin om dit hoogtechnologisch systeem te verwezenlijken. Ze ontwikkelden een eigen AR-gebaseerd chirurgisch navigatiesysteem, gebruik makend van de Microsoft HoloLens II, dat met een precisie op sub-millimeterniveau voldoet aan de strenge nauwkeurigheidsvereisten voor hersenchirurgie.
Klinische pilootstudie: accurater dan de huidige techniek
Na eerdere succesvolle tests op modellen in een laboratoriumomgeving, die de nauwkeurigheid van het systeem konden bevestigen, werd de chirurgische AR-navigatie toegepast tijdens de plaatsing van 11 hersendrains (EVD) bij patiënten die met spoed er één nodig hadden, bijvoorbeeld na een ongeval of een hersenbloeding. Hun resultaten werden vergeleken met 11 patiënten bij wie de drain via de klassieke vrije hand-techniek werd geplaatst. De studie toonde onder meer aan dat:
- bij gebruik van AR in alle gevallen in slechts één poging een functionele plaatsing werd bereikt waarbij effectief hersenvocht kon gedraineerd worden, tegenover 7 op 11 bij de vrije hand-techniek;
- succesvolle plaatsing van de drain op de anatomisch correcte positie was in 9 van de 11 AR-geleide plaatsingen (waarvan 8 optimaal) versus 5 van de 11 vrije hand-plaatsingen (waarvan 3 optimaal);
- er in de AR-groep geen enkele heringreep nodig was, tegenover 4 heringrepen bij de vrije hand-techniek;
- er niet enkel minder complicaties optraden in de AR-groep (2 versus 5), maar ook dat alle complicaties in de vrije hand-groep, zoals bijvoorbeeld hersenbloedingen, pas ontstonden tijdens de heringrepen en dus voorkomen hadden kunnen worden door een onmiddellijke functionele plaatsing zoals in de AR-groep.
“Tijdens echte noodgevallen konden we dankzij de AR-geleiding de plaatsing van drains in de hersenen verbeteren, wat leidde tot grotere nauwkeurigheid en minder complicaties”, vertelt dr. Frederick Van Gestel. “De heringrepen, samen met de vaak meerdere pogingen die daarvoor nodig waren, bleken de belangrijkste oorzaak van alle procedure-gerelateerde complicaties in de vrije hand-groep. Dat benadrukt nog eens het risico van herhaald ‘prikken en proberen’ en het belang van succes bij de eerste poging.”
Prof. dr. Johnny Duerinck, promotor van het onderzoek en neurochirurg aan UZ Brussel: “De resultaten zijn bijzonder bemoedigend, zeker omdat in de AR-groep ook twee patiënten zaten met quasi-volledig dichtgedrukte hersenkamers, een situatie die het plaatsen van een drain met de vrije hand-techniek normaal gezien extra moeilijk en soms zelfs onmogelijk maakt. Toch kon in beide gevallen de drain in één poging correct geplaatst worden met de AR-geleiding.”
Intuïtiever en meer flexibiliteit
Dr. Van Gestel benadrukt dat het AR-systeem niet alleen meer precisie geeft, maar ook flexibiliteit: “De preoperatieve planning kan op het moment van de plaatsing nog aangepast worden, onder andere wanneer er een massa-effect aanwezig is, bijvoorbeeld door een bloeding of zwelling in de hersenen, waardoor de hersenkamers zich niet meer op de normale plaats bevinden. Het AR-systeem laat ons toe om daar rekening mee te houden en zo af te stemmen op de specifieke situatie van elke individuele patiënt, iets wat niet vanzelfsprekend is met de vrije hand-techniek.”
“Dit onderzoek is een belangrijke stap, niet alleen om het plaatsen van een hersendrain veiliger en betrouwbaarder te maken,” bevestigt prof. dr. Michaël Bruneau, diensthoofd Neurochirurgie aan het UZ Brussel, “maar ook om onze algemene manier van werken te vernieuwen en te optimaliseren, zodat we de zorg ook intuïtiever kunnen maken.”
De resultaten van dit onderzoek kregen internationale erkenning. In juni verscheen het werk als mijlpaalartikel op de cover van Neurosurgery, het belangrijkste wetenschappelijke tijdschrift voor neurochirurgie wereldwijd.
Dr. Van Gestel werd daarna uitgenodigd om zijn onderzoek te presenteren op de jaarlijkse bijeenkomst van de Congress of Neurological Surgeons (CNS) in Los Angeles. Hij was een van slechts twee Europese sprekers die een plaats kregen op het hoofdpodium, tijdens een plenaire wetenschappelijke sessie.
Op basis van deze veelbelovende resultaten bereiden de onderzoekers nu een grotere, multicentrische en gerandomiseerde studie voor, gepland voor 2026.
Karolien De Prez