Orsi Academy traint chirurgen van over de hele wereld in minimaal invasieve (robot)chirurgie. Maar de opleidingsmethode is bijzonder tijdsintensief. Bovendien zijn chirurgen behoorlijk onmisbaar in hun ziekenhuis, en hebben ze dus geen tijd over om beginners op te leiden. Op deze uitdaging biedt de innovatiecel Innotech een antwoord. Dr. Pieter De Backer, hoofd van de Innotech-afdeling, legt uit hoe hij artificiële intelligentie inzet om de opleiding te verbeteren en de beoordeling ervan te automatiseren.

Innotech: kruisbestuiving tussen ingenieurs, artsen en datamanagers

Pieter De Backer werkt intussen ruim drie jaar bij Orsi Academy. Hij studeerde eerst voor burgerlijk ingenieur en kreeg een late roeping voor geneeskunde. Momenteel volgt hij de opleiding tot uroloog. Die combinatie van expertises maakt hem de aangewezen persoon om het Innotech-team aan te sturen: hij vormt de brug tussen de chirurgen en de ingenieurs die de chirurgische vraagstukken moeten kunnen begrijpen om innovatieve programma’s te ontwikkelen.

Pieter: “Bij Orsi Academy trainen we chirurgen van over de hele wereld om beter te worden in minimaal invasieve chirurgie. Er moet daarvoor telkens een ervaren chirurg bij een trainee zitten en dat terwijl er geen chirurgen op overschot zijn. Daarom zetten we binnen de Innotech-afdeling artificiële intelligentie in om de scoring te automatiseren. Als een chirurg oefent met de robot, wordt die oefensessie opgenomen. Die video laden we in onze programma’s in om de vaardigheden te scoren. Zo worden chirurgen automatisch beoordeeld, en krijgen ze een verslag met verbeterpunten. Dat kan gaan over de plaats waar de chirurg de naald vastneemt. De robot detecteert bijvoorbeeld dat de chirurg de naald vastgenomen heeft aan de punt in plaats van in het midden. Wanneer dat gebeurt, wordt de naald bot en kan je er niet meer mee hechten. De robot ziet ook wanneer de naald uit het zicht gaat. Dat verhoogt het risico dat de chirurg een bloedvat raakt of scheurt. Ook botsende instrumenten worden automatisch opgemerkt. Als instrumenten botsen, heeft de chirurg geen goede controle over de instrumenten. We zijn nu dus bezig met het automatiseren van de beoordeling van al die basisvaardigheden die een chirurg moet hebben. Ons uiteindelijke doel is dat we automatisch een ‘assessment’ kunnen doen, maar ook dat we de chirurgen tijdens echte operaties kunnen bijstaan met foutdetectie.”

Minder complicaties door unieke trainingsmethode ‘PBP’

De automatische beoordeling van de vaardigheden van een chirurg, is een belangrijk onderdeel van Orsi’s unieke trainingsmethode: PBP of Proficiency based Progression training.

Pieter: “We leiden chirurgen op om ‘proficient’ te worden, wat wil zeggen dat ze hun eigen fouten begrijpen én kunnen corrigeren. Tot vandaag worden chirurgen opgeleid om competent te zijn. Competentie betekent dat je in staat bent om je fouten te begrijpen maar niet noodzakelijk dat je ze kan corrigeren. Stel je voor dat je geopereerd wordt door een competente chirurg die weet dat hij een fout maakt, maar die de fout niet kan corrigeren tijdens de ingreep. Je begrijpt dat dit nogal problematisch is. De PBP-methode is gebaseerd op het beoordelen of scoren van verschillende stappen tijdens robotchirurgie en is bijgevolg behoorlijk tijdsintensief. Ons innovatief DNA is tweedelig: enerzijds hanteren we de compleet nieuwe gevalideerde opleidingsmethodologie PBP, anderzijds gebruiken we AI om die PBP-methodologie te automatiseren. Dat we door gebruik van AI de intensieve Proficiency based Progression training toch kunnen toepassen, speelt absoluut in het voordeel van de patiënt, want een chirurg die tot op proficiency niveau opgeleid is, maakt tot 60% minder fouten.”

Virtuele training, op artificiële patiënt

Pieter: “Wat we binnen Innotech ook doen, is het virtueel maken van trainingen, zodat mensen niet meer fysiek naar Orsi Academy moeten komen, maar met VR-headsets in een virtuele wereld al een deel van de training kunnen volgen. Zo kan je zonder de verplaatsing te doen zoveel uren per dag oefenen als je wil. Daarnaast zoeken we naar alternatieven voor kadavers en proefdieren om op te oefenen. 3D-printing bijvoorbeeld, kan hier een oplossing bieden. Je moet weten dat er vandaag nog steeds assistent-chirurgen in een echte operatiezaal voor het eerst op een echte patiënt oefenen. Dat vinden wij bij Orsi Academy not done.”

Robotchirurgie verloopt via een kijkoperatie, waarbij een camera in het lichaam van de patiënt gaat. Er moeten hiervoor geen grote sneden gemaakt worden, maar slechts gaatjes met de diameter van een pink. Tussen de chirurg en de patiënt zit een computer die geïndividualiseerde data van de patiënt toont. De chirurg werkt niet rechtstreeks in het lichaam van de patiënt, maar bedient een robot met een soort van joystick. De bewegingen die de chirurg met de handen maakt, worden vertaald naar verfijnde handelingen van kleine instrumentjes. Meteen na de operatie kan het succes van de ingreep beoordeeld worden. De patiënt moet na de ingreep dus niet onder de scanner om na te gaan of de ingreep geslaagd is.

Dr. Pieter De Backer Surgical Artificial Intelligence Lead

GDPR-proof trainingsbeelden delen

Het Innotech-team gebruikte AI ook om de privacy van mensen te beschermen.
Pieter: “Als we beelden van een operatie livestreamen, zodat mensen die operatie kunnen volgen, dan wordt de buik opgeblazen met CO2-gas waarna er een camera in de buik gaat (kijkoperatie). Maar op het moment dat de camera uit de buik gaat, staat de camera nog aan en kan die iedereen in het operatiekwartier in beeld brengen. Ook al hebben die mensen geen toestemming gegeven dat hun gezicht op de beelden staat en dat zij over heel Europa worden bekeken. Wij hebben een algoritme ontwikkeld dat ervoor zorgt dat, wanneer de camera uit het lichaam gaat, de beelden volledig wazig worden. Dus alleen de chirurgie zelf wordt in beeld gebracht en niet de mensen in het operatiekwartier. Dat helpt de veiligheid van de verspreiding van beelden over robotchirurgie en de teaching daaromtrent vooruit.”

Pionier in de toepassing van AI en augmented reality

Orsi Academy blijft zoeken naar manieren om chirurgie te optimaliseren. Zo zijn ze pioniers in het gebruik van AI en AR (augmented reality) tijdens operaties.

Pieter: “We maken een digitale 3D-kopie van de CT-scan die voor de operatie wordt genomen. We gebruiken AI om die informatie nauwkeurig te projecteren over het orgaan dat geopereerd moet worden. Je kan dat zien als een GPS voor de chirurg, of als een landkaart die toont waar het letsel zich precies bevindt. Zo weet de chirurg exact waar hij moet beginnen te knippen. Intussen hebben we deze innovatieve techniek als verschillende keren succesvol toegepast in ziekenhuizen.”

En wat betekent dat voor de patiënt en voor de maatschappij

Pieter: “Ons welzijn is in dit alles natuurlijk de essentie. Door chirurgen op te leiden in het hanteren van al deze innovatieve hulpmiddelen, worden mensen beter geholpen, op een minder ingrijpende manier. Eens robotchirurgie breed toegepast wordt, zal dat bovendien een enorme kostenbesparing voor onze maatschappij met zich meebrengen. Denk aan minder complicaties, een kortere hersteltijd en minder lange arbeidsongeschiktheid.”

Meer info:
Delen via