Virtuell planering, datorassisterad kirurgi och anpassade implantat

Rekonstruktion och rehabilitering

Årligen drabbas ett stort antal individer av allvarliga olyckor med svårartade huvud- och ansiktsskador som följd, cancer i huvud- och halsregionen, eller föds med kraniofaciala missbildningar. Deras livssituation blir svår varför de är i starkt behov av rekonstruktiv kirurgi.

Trots omfattande belägg för att rehabiliteringen kan förbättras genom minutiös planering och införandet av nya patientspecifika biomaterial så utförs kirurgi i dag i flertal fall helt baserat på kirurgens tidigare erfarenhet. För planering av komplicerad kirurgi arbetar vi med att skapa en integrerad funktionell lösning som är baserad på visualisering av 3D-bilder och haptik där en robothand kan arbeta i bilden och detaljerat planera och träna inför operation. Detta ger möjligheter att designa och inpassa, virtuellt fästa bentransplantat, biomaterial eller proteser som behövs för ingreppen sända elektroniskt data för framställning av exempelvis patientspecifika titanplattor för att fixera bensegment. Vid skruvfixering eller installation av tandimplantat är målet att kunna bedöma graden av stabilitet för att spegla den biomekaniska hållfastigheten.

En powerpoint bilder: rekonstruktion käkkirurgi

En världsunik teknologi används för att framställa implantat med varierande egenskaper s.k. additiv tillverkning där titanpulver eller andra material smälts med hjälp av elektronstråle. Operationsplanen överförs till operationsituationen med patientspecifika guider eller kirurgisk navigator.

I framtiden är förhoppningen att ytterligare öka precisionen genom att utveckla robotstyrd kirurgi. Projektgruppen arbetar med utveckling av en ny generation guider och patientspecifika biomaterial som bättre och snabbare integreras i mjuk- och hårdvävnad och med biomekaniska egenskaper som tillåter den belastning som situationen kräver.

Visualisering av 3D-bilder och haptik för virtuell planering av kirurgi

Visualisering av 3D-bilder och haptik för virtuell planering av kiru

Vårt projekt innefattar studier av benbildning och inkorporering av modifierade implantat. De nya teknologierna skall utvärderas i pre-kliniska in vivo studier med molekylära metoder och PET/CT för att bedöma benreaktionerna för att därefter testas vid reella operationer. Vi vill nå fram till ett kliniskt fullt användbart kommersiellt system för behandling av komplicerade medfödda eller förvärvade tillstånd i ansikte, käkar och kranium.

Visualisering 3D-bild kranium

Vårt arbete syftar till att utveckla ett system utgående från bilder framställda från modeller eller scanning av berört område, datorröntgen eller magnetkamera bilder för virtuell planering av kirurgi som ska underlätta design och inpassning samt fixering vid rekonstruktioner av defekter i ansiktsskelettet. Bilden ovan illustrerar hur den reala världen och den virtuella möts genom haptik där handen manipulerar i den virtuella bilden för att planera och träna kirurgi.