Download het artikel in 
ENGINEERINGNET -- IRCAD leidt chirurgen op in minimaal invasieve technieken en ontwikkelt er meteen vernieuwende instrumenten en beeldtechnieken voor. Zo verrichtte oprichter Marescaux al in 2001 vanuit New York een succesvolle ‘tele-operatie’ bij een patiënte in Straatsburg.
Ons bezoek aan het instituut in Taiwan bood een uitgelezen kans om in de kookpot te kijken. Daar bleken stevig wat beloftevolle ontwikkelingsprojecten in te zitten. Het gaat er snel, heel snel...
IRCAD-Taiwan werd in 2008 uitgebouwd naar het model van het Franse IRCAD, ‘copy-paste’. Het Taiwanese ‘tweeling- of spiegelinstituut’ heeft een open cursuszaal met 18 operatiebedden. Met name de ruime VIP-labkamer, met nog eens twee bedden, is uitgerust met de allernieuwste snufjes.
Zo is de intensiteit en de kleur van het omgevingslicht te sturen. «We veranderen de lichtkleur van wit -bij het voorbereiden van een operatie- naar een groen. Bij dat zachtere licht voelt de patiënt zich meer op zijn gemak», legde Yo-Lin Ho, senior specialist van het Medical Image Research Department aan het IRCAD-AITS, uit.
Op het operatiebed -met logo van de Duitse machinebouwer Trumpf- lag een endoscopie demo-proefopstelling. Aan de hand van een 2D-camerabeeld mocht ik met een grijper knikkers uit een doos pikken. Het was even mikken om de juiste diepte in te schatten. «Er is maar één camera. Vandaar het 2D-beeld.
De chirurg moet leren een tumor met één oog te vinden.» Het vergt zes maanden tot een jaar voltijds trainen om echt aan laparoscopie te doen, rekent Ho. Nieuwe technologie kan dat aanzienlijk verkorten.
Medische beeldvorming
«Chirurgen zijn een klankbord. Ze geven ons commentaar over onze technologie. Dat helpt ons bij het zoeken naar algoritmen om problemen op te lossen», zegt Min-Liang Wang van de Medical Image Research afdeling.
De dr. ing. werkt al een jaar bij IRCAD-AITS. «We ontwikkelden al verschillende algoritmen waarvoor meerdere patentaanvragen werden ingediend.» In het Image-lab is een 3D-model van organen te zien op een aanraakscherm.
«Zo’n model is op één dag te bouwen. De 2D-data wordt ons, bijvoorbeeld, door chirurgen uit Zuid-Taiwan toegestuurd via internet. Wij hebben een eigen programma om die data automatisch te verwerken. Voor we het resultaat uitsturen, neemt een dokter de beelden eerst onder ogen», legt Yo-Lin Ho uit die er verschillende projecten begeleidt.
Een tweede opstelling is het Show Chwan UltraSound Simulation System. Dit product bestaat al drie jaar en wordt gecommercialiseerd. Het visualiseert beelden die met ultrageluid gecapteerd worden. «We praten met de overheid en een hospitaal in Noord-Taiwan over licenties.»
Op een volgend scherm wordt een 2D-beeld in ‘real time’ geconverteerd naar 3D. Verrassend. Het beeld loopt op een 60Hz-scherm en ‘schokt’ wat. Het is een eerste versie maar naar verluidt wordt reeds over licenties gepraat met het Duitse Storz dat in zijn portfolio een stereoscopische endoscoop heeft. «Onze technologie kan dat toestel verlichten.»
Foto: dataprojectie, torso met markers.
Foto bovenaan: 'Stitching' voegt in een fractie van een seconde data toe aan al opgeslagen endoscopische beelden.
Verderop kregen we het AirTouch-concept te zien: een 3D-beeldprojectie in de lucht waarvoor je geen bril hoeft te dragen. Aan die projectie kan men virtuele ‘knoppen’ verbinden. Door in de projectie naar een bepaalde plek te wijzen of met de hand te waaien, kan je een instrument aansturen.
Nog een station verder wordt software ontwikkeld die het endoscopische beeld ‘opentrekt’. Aan het beperkte live-beeld kan men met ‘stitching-technieken’ data toevoegen van beelden die een fractie van een seconde eerder werden opgeslagen en daarmee de kijkhoek vergroten.
Op de volgende post werd gedemonstreerd hoe de resultaten van verschillende soorten scans op het lichaam van de patiënt geprojecteerd kunnen worden. Hiermee kijkt de chirurg dan a.h.w. doorheen de huid van de patiënt. Ook hier is de conversie van 2D naar 3D mogelijk zodat de chirurg een indruk van diepte heeft.
«We hebben dit al vaker met een echte patiënt getest. Chirurgen houden van deze technologie die nu ‘patent pending’ is. We plannen die te commercialiseren.» Het systeem loopt in ‘real time’. Als de patiënt beweegt, beweegt het geprojecteerde beeld mee. De kern van de technologie steekt in het kalibreren van het systeem.
Op het lichaam van de patiënt komen ‘markers’ die bij de verschillende scans en het projecteren zorgen voor de nodige referentiepunten. In het lab stond ook een eerste generatie van Tangs chirurgenrobot. Het toestel bleek opgebouwd uit... kunststof. Bij Materialise?
Het lab loopt nu op drie PhD’s en zeven Master ingenieurs. Multidisciplinariteit is hier geen loos begrip. Een Indische medewerker is zowel dokter in de geneeskunde als PhD-ingenieur. «Het is niet makkelijk om de juiste persoon aan te werven», ervaart projectleider Ho.
«We ontmoeten er vijf om die ene te vinden.» In de vroegste onderzoeksfasen werkt het lab met de steun van het Show Chwan hospitaal. Later worden de nodige onderzoeksgelden gevonden via researchprojecten, zowel bij de overheid als de industrie.
(foto's: LDS)
door Luc De Smet, Engineeringnet
Kadertekst:
Borstzak-vliegenmepper... of hoe Taiwan 'innovatie ademt'
«In Taiwan zijn we zeer efficiënt», zegt dr. Joe Ming-Chou Ku, vice-president van het Show Chwan Health Care System, die ons verwelkomt.
Taiwan trekt zowel patiënten aan uit het vasteland als studenten. «Vaak komen die hier in groep cursussen volgen op maat, bijvoorbeeld over standaard werkprocedures, medische administratie en hospitaalbeheer.»
Ook geven Taiwanese experten cursus in China. Eerder al deelde Taiwan zijn industrie en zijn IT/ICT-kennen en -kunnen met en op het vasteland. De politieke relaties «zijn de jongste 50 jaar nooit beter geweest.»
Tijdens het gesprek haalde Ku iets uit de borstzak, plooide het traagzaam open en schoof er zijn hand in. Het volgende ogenblik mepte hij ermee op de tafel. Een lastige vlieg was niet meer. Een prima gelegenheid om de werking toe te lichten van de borstzak-vliegenmepper die hij ontwierp en nu in een nevenactiviteit aan de man brengt.
Daarna ging het gesprek gewoon verder. Een illustratie van de creativiteit waarmee Taiwan héél snel beweegt.
