Hij was aanwezig bij de eerste operatie met een robot in 2000 in het UMC Utrecht: Jelle Ruurda. Destijds werkte hij daar als onderzoeker in het veld van robotchirurgie, waarop hij ook gepromoveerd is. Vervolgens ging Ruurda naar het Jeroen Bosch Ziekenhuis als chirurg in opleiding om daarna verder te werken in het AMC in Amsterdam. In 2010/2011 was hij chirurg in dit ziekenhuis, waar hij zich toelegde op gastro-intestinale en oncologische chirurgie. Nu houdt hij zich in het UMC Utrecht bezig met operaties aan maag en slokdarm en minimaal invasieve chirurgie (kijkoperaties). De robot speelt hierbij een belangrijke rol.
Ruurda is eveneens voorzitter van de onlangs opgerichte werkgroep Robotchirurgie, binnen de Nederlandse Vereniging voor Heelkunde. “Als beroepsgroep willen we in beeld krijgen hoe we chirurgen moeten opleiden in robotchirurgie”, vertelt hij. “Er komen steeds meer robots op de markt. Is er bijvoorbeeld certificering nodig?”
Kijkoperaties
Jelle Ruurda zelf gebruikt de zogenaamde Da Vinci robot bij kijkoperaties. Een master slave systeem, waarbij de chirurg met joysticks de robot bestuurt. Gebaseerd op medische beelden bepaalt hij een route die kan worden afgelegd om op de plek te komen waar de ingreep plaats moet vinden.
Ruurda: “Deze robot heft de nadelen van klassieke kijkoperaties op. Met de robot hoef je slechts een kleine snee te maken in bijvoorbeeld de buikwand. De camera en instrumenten gaan hierdoor naar binnen. Het beeld van de camera wordt geprojecteerd op een scherm. De robot verbetert de visualisatie en manipulatie. Vroeger werkten we vanuit een grote snee met polsen en handen in diezelfde buik. Dat hoeft niet meer. Het twee- of driedimensionale beeld dat de robot geeft, wordt in één lijn geprojecteerd met je handen. De chirurg weet, wat hij aan het doen is. De ‘handen’ van de robot hebben ‘polsjes’ op de uiteinden van de instrumenten. Bewegingen kunnen geschaald worden: ze voeren een handeling vijf keer zo precies uit als menselijke handen.”
Hardware, high tech, autonoom
Ruurda gebruikt de robot al enige tijd. Maar ontwikkelingen staan niet stil. “De camera is verbeterd. De instrumenten zijn kleiner. De eerste robot had drie armen: één voor de linker- en één voor de rechterhand, één voor de camera. Nu hebben ze er vier. Indien nodig te bedienen als extra ‘arm’. Dat geeft de chirurg meer mogelijkheden.”
Naast hardware-ontwikkelingen zijn er volgens Ruurda high tech-veranderingen. “Camera´s waarmee met fluorescentie gekeken kan worden. Of met andere lichtgolflengtes die structuren tonen die het blote oog onmogelijk kan waarnemen. De markt kent steeds meer slimme tools. Voor bijvoorbeeld een darmoperatie gebruiken we al ruim 30 jaar een apparaat dat nietjes aan beide kanten van de darm zet. In het midden snijdt het toestel. De robot kent een nietapparaat dat continu de druk en de kracht van het plaatsen van de nietjes meet. Ze worden dus veel preciezer en accurater geplaatst. Feitelijk zet de robot een computer tussen de handen van de chirurg en de patiënt.”
Autonome robotchirurgie is nog een stap verder. “Daarvoor is nog werk aan de winkel”, zegt de chirurg. “Tijdens bijvoorbeeld een operatie waarbij een tumor uit de buik verwijderd moet worden, verandert de anatomie. Alleen al omdat we de buik opblazen, nodig voor de operatie. De beelden vooraf kun je dan niet vergelijken met de beelden tijdens de operatie.”
Hoge precisie ingrepen
Anupam Nayak is elektronisch engineer. In 1999 vertrok ze van India naar Nederland om bij Philips Semiconductors te gaan werken. Ze was er verantwoordelijk voor het naar de markt brengen van nieuwe technische vindingen. Een volgende carrièrestap was die van CEO voor een bedrijf, dat betere gezondheidszorg mogelijk maakt door geavanceerde radartechnologie in te zetten in thuissituaties en ziekenhuizen.
In 2016 reisde ze naar ziekenhuizen over de hele wereld om klanten te identificeren die geïnteresseerd waren in zeer precieze chirurgische robots en benaderde vervolgens prof. Steinbuch van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) om een bedrijf in chirurgische robots en medische beeldvormingsplatforms te starten.
Robot-‘handen’ voeren een handeling vijf keer zo precies
Nayak: “Eén procent van de inspanningen is onderzoek, 99 procent van het werk is het wereldwijd lanceren van producten. De strategie van de TU/e om voor elke nieuwe robot een afzonderlijk bedrijf op te richten in de regio, werkt mijn inziens niet om de wereldmarkt te leiden. Bedrijven als Philips en ASML kunnen hierbij als voorbeeld dienen.”
Samenwerking
Maarten Steinbuch is sinds 1999 hoogleraar aan de TU/e, waar hij een onderzoeksgroep leidt op het gebied van robotica en slimme autotechniek. “Ook ik zag dat Brainportregio Eindhoven goed is in het bouwen van high tech machines, maar nog geen industrie had in medische robotica. 18 jaar geleden startte ik mijn onderzoekslijn op dit gebied, samen met medewerkers en promovendi. In 2010 ontwierp een promovendus een eerste Nederlandse Da Vinci. Ook een master slave-systeem, maar compact. Bovendien was deze versie goedkoper in ontwerp”, aldus Steinbuch.
De onderzoeksgroep van Steinbuch ontwikkelde vervolgens een master slave-systeem voor oogchirurgie (Preceyes): operaties aan het netvlies. In 2016 is hiermee de eerste mens geopereerd. De volgende stap was een master slave-systeem voor vaatchirurgie (Microsure). Bij een vrouwenborstreconstructie bijvoorbeeld maakt de robot minieme bloedvaten aan elkaar tussen de huid van de buik - nodig voor de reconstructie - en de borst. In 2017 volgde de eerste operatie met deze robot.
We moeten niet alleen naarNederland kijken
Maarten Steinbuch had nog drie research-onderwerpen in het vizier: een botrobot, een robot om elektroden in de hersenen te plaatsen voor deep brain stimulation, en een bestuurbare katheter. Toen kwam hij Anupam Nayak tegen en samen richtten zij in 2018 Eindhoven Medical Robotics (EMRobotics) op. Het bedrijf werkt nauw samen met de TU/e, MIT Boston, technische partners, leveranciers en ziekenhuizen wereldwijd.
Nayak: “Behalve in ontwikkeling van diverse typen chirurgische robots hebben we in het begin veel tijd gestoken in het zoeken van investeerders. Die hebben we gevonden in de Eindhoven-Brainport regio. Naast het ontwikkelen van chirurgische robots, zijn we bezig met de opzet van een robottrainingsfaciliteiten in Nederland, Europa en India.”
Autonome robot
Het eerste product van EMRobotics is de image guided botrobot. Aan de hand van een voorbeeld geeft Nayak de werking van deze robot aan: “Stel er is sprake van een tumor diep in de schedel. Een operatie kan tot wel negen uur duren. Dit heeft te maken met het mastoïd, een bot vlak achter het oor. Het verwijderen van een deel ervan om de tumor te bereiken, vergt veel tijd en precisie. Het is een hard bot en bevat ook cruciale zenuwen en bloedvaten. Raken deze beschadigd, dan kan dit leiden tot bijvoorbeeld verlamming van het gezicht. Met het overnemen van dit deel van de operatie door een robot, is de chirurg fitter, alerter en heeft hij meer focus voor de rest van de operatie. Zoals het weghalen van de tumor en het dichten van de wond.”
Deze botrobot bepaalt via CT-scans en MRI´s zijn route in het hoofd van de patiënt. Nayak: “De robot voert de operatie uit op basis van supervised autonomous control. Dit lijkt veel op de manier waarop supervised autonomous auto´s werken; de auto rijdt zelf, maar onder supervisie van de bestuurder, gebaseerd op een route van bijvoorbeeld google maps.”
Steinbuch vult aan: “De robot werkt autonoom omdat het bot hard is en niet beweegt tijdens de operatie. Zoals Jelle zei, het is vrij lastig om 100 procent autonome robots te ontwikkelen, omdat in veel gevallen tijdens de operatie de anatomie van het lichaam verandert. Mijns inziens zal de chirurg altijd in de loop blijven omdat de mens een bewegend wezen is. Maar bij hard weefsel zoals bot kan die rol beperkt blijven tot toeschouwer.”
Inmiddels hebben Steinbuch en Nayak een team opgebouwd waarin diverse expertises samenkomen: Precision Engineering, Medical Image Navigation, Clinical Research, Manufacturing en Human Interaction. De robotdeskundigen streven naar een eerste operatie met de hoge precisie chirurgische botrobot in 2021. De eerste botproeven zijn inmiddels in samenwerking met Radboudumc uitgevoerd.
