Bij operaties aan lange botten in armen en benen meet de ADEPTH®-sensor hoe diep de chirurg boort, hoeveel kracht daarbij wordt gebruikt en hoe snel de boor draait. Met die informatie berekent de software welke schroefmaat het beste past.
Primeur
‘Dit is briljant’, zegt arts in opleiding tot specialist (AIOS) Daniël Bakker. Aan hem en traumachirurg prof. dr. Michiel Verhofstad de eer om de sensor voor het eerst tijdens een reguliere operatie te gebruiken. Iedereen in de operatiekamer kijkt naar de monitor. Daarop is live te zien hoe de boor het bot ingaat en welke schroefmaat de sensor aangeeft. ‘Mag ik een nummer 20?’, vraagt Bakker vervolgens aan de operatieassistent.
Op de operatietafel ligt een patiënt met een gebroken ellepijp die moet worden vastgezet met een plaat en zeven schroeven. Omdat de benodigde schroeflengte per boorgat kan verschillen, moet de diepte van elk boorgat apart worden gemeten. Met de sensor op de boor gaat dat nu veel sneller dan normaal, merkt Bakker.
Foto: de ADEPTH®-sensor op de boor tijdens het boren.
Als alle schroeven zijn geplaatst, laat de röntgenfoto zien dat de zes schroeven die met behulp van de sensor zijn gekozen, allemaal precies de juiste lengte hebben. De zevende schroef, waarvan de lengte nog op de traditionele manier was bepaald, blijkt juist te lang en moet worden vervangen.
‘De sensor doet dus wat ‘ie moet doen. Hierdoor kunnen wij nauwkeuriger werken en besparen we veel tijd, omdat we schroeven maar één keer hoeven in te draaien’, aldus Verhofstad. ‘Daarnaast bespaart de sensor kosten doordat er minder schroeven worden weggegooid. Schroeven die tijdens een operatie toch te lang of te kort blijken, moeten vervangen worden en mogen helaas niet opnieuw worden gebruikt.’
Nauwkeurigheid en gebruiksvriendelijkheid
Het slimme medische hulpmiddel is ontwikkeld door een startup uit Delft en door de afdeling Chirurgie van Erasmus MC uitvoerig onderzocht op nauwkeurigheid en gebruiksvriendelijkheid. Tijdens een eerste onderzoek boorden traumachirurgen met de sensor gaten in menselijke botten die beschikbaar waren voor wetenschappelijk onderzoek. Vervolgens plaatsten zij de door de sensor voorgestelde schroeven en controleerden zij met een CT-scan of deze goed pasten. Toen bleek dat de sensor nauwkeurig en veilig werkte, volgde een klinische studie bij patiënten.
‘Deze onderzoeken zijn gebruikelijk als we een nieuwe techniek introduceren’, licht traumachirurg Mathieu Wijffels toe. ‘De resultaten laten zien dat de sensor de ingreep efficiënter maakt, kostbare operatietijd bespaart en de veiligheid voor de patiënt verhoogt. Vooral die tijdwinst is belangrijk, want bij elke operatie geldt dat een kortere operatieduur de kans op infecties verkleint.’
Leren van gebruikers
Na elke ingreep brachten de onderzoekers met vragenlijsten in kaart hoe gebruiksvriendelijk de sensor was. Chirurgen en operatieassistenten beoordeelden dit als zeer goed. Hun feedback hielp om de software verder te verbeteren. Chirurgen wilden bijvoorbeeld niet alleen weten welke schroefmaat de sensor adviseerde, maar ook hoe de sensor tot dat advies kwam. Daarom laat een realtime animatie nu via een monitor of tablet zien waar de boorpunt zich in het bot bevindt. ‘We hopen de exacte cijfers en bevindingen op korte termijn te publiceren’, aldus Wijffels.
Geen dieptemeter meer
Het idee voor de sensor ontstond tien jaar geleden uit ergernis over de ouderwets ogende dieptemeter die al jaren gebruikt wordt. Het is een lang roestvrijstalen instrument met een haakje aan het uiteinde. Door dit in het geboorde gat te steken, kun je op de liniaal die erin zit de diepte aflezen.
‘Het verschuiven van de haak gaat of te stroef of te losjes, waardoor je de diepte minder goed kunt meten’, vertelt Verhofstad terwijl hij de dieptemeter laat zien. ‘Dan is de schroef of te lang of te kort en moet er een nieuwe in. Met de sensor kunnen we een stap overslaan, omdat we de botdikte niet meer apart hoeven te meten. Dat scheelt tijd tijdens de operatie.’
Foto: zo ziet de dieptemeter eruit.
Een definitief alternatief voor de dieptemeter in de vorm van een sensor liet nog wel even op zich wachten. Er zijn de afgelopen jaren heel wat prototypes getest en weer aangepast. ‘Vier jaar geleden hadden we alleen nog maar een 3D-geprint prototype’, herinnert Software Engineer Tijs Moree van de startup SLAM Ortho zich.
Dankzij de samenwerking met Erasmus MC kwam de ontwikkeling in een stroomversnelling. ‘De pilot duurde een jaar en daarin hebben we veel geleerd. Niet alleen hoe we de sensor gebruiksvriendelijker konden maken, maar ook geschikt voor sterilisatie. Dat was echt een uitdaging.’
Steriel hergebruik
Het apparaat en de software moesten bestand zijn tegen hoge temperaturen en geschikt zijn voor de reinigings- en sterilisatieprocessen in het ziekenhuis. ‘Samen met de Centrale Sterilisatie Afdeling (CSA) van Erasmus MC hebben we uitgebreid getest of de sensor goed gereinigd en gesteriliseerd kan worden en geschikt is voor gebruik in de praktijk. Daarbij hebben we dankbaar gebruikgemaakt van hun expertise in het reinigen, desinfecteren, steriliseren en verpakken van alle medische instrumenten’, legt Moree verder uit.
Met behulp van deze kennis zijn er aanpassingen gedaan, waardoor de sensor tot dertig keer opnieuw gebruikt kan worden. ‘We hebben samen een speciale tray ontwikkeld, waarmee de sensor veilig opgeborgen en schoongemaakt kan worden. Toch hebben we ook concessies moeten doen. Zo bestaan er geen accu’s die deze temperatuur aankunnen, dus de sensor werkt nu op een niet-oplaadbare batterij met een lange levensduur.’
Meer toepassingen
Voorlopig is de sensor alleen geschikt voor de lange botten van armen en benen. De volgende stap is toepassing bij kleinere botten en gewrichten. ‘We hebben nu de basis waarmee we kunnen werken’, zegt Moree. ‘Nu gaan we kijken hoe we de chirurgen inzicht kunnen geven in de botkwaliteit om de behandeling nog beter af te stemmen op de patiënt.’
Foto: traumachirurgen Michiel Verhofstad (l) en Mathieu Wijffels (r) ontvangen de eerste ADEPTH®-sensoren van het team van SLAM Ortho. Helemaal links staat Tijs Moree van SLAM Ortho.
Technisch umc
De zorgvraag stijgt, terwijl de arbeidsmarkt steeds krapper wordt. Daarom is het nodig om steeds meer te innoveren in de zorg. Als technisch universitair medisch centrum ontwikkelt en implementeert het Erasmus MC samen met universiteiten en bedrijven innovatieve technologieën. Zoals beschreven in Koers28, de strategie van het Erasmus MC.
