Content area

|

3D-print bringer læger og ingeniører sammen på operationsstuen

På Aarhus Universitetshospital har man taget konsekvensen af det stigende behov for 3D-printede hjælpeværktøjer og ansat ingeniører i deres helt eget printcenter. Det kommer både patienter, økonomi og innovation til gode.
Overlæge Birgitte Jul Kiil og og hendes hold af tandlæger og ingeniører erstatter dele af en kræftramt underkæbe med et stykke frisk knogle fra fibula i underbenet ved hjælp af 3d-printede skæreskabeloner. Aarhus Universitetshospital fremstiller 3D-printede modeller til kæbeoperationer som det første hospital i Norden. Foto: Jesper Voldgaard
Forfatter(e)
Britt Lindemann

Man siger, det bringer uheld at være 13 om bordet, men på operationsstue 314 på Aarhus Universitetshospital er der ingen evidens for den påstand. Ingeniør Joakim Lindhardt er 13. mand om operationsbordet, og klædt i blåt falder han naturligt ind blandt læger og sygeplejersker.

Specialister fra tre forskellige specialer skal i dag arbejde sammen om at fjerne en kræfttumor og rekonstruere kæbe og kind på patienten, der ligger på bordet. Det er en lang operation, der kræver omhu og præcision, men teamet får hjælp af et særligt redskab: 3D-printede hjælpeværktøjer, der skruet på kæbe og fibula fungerer som præcise saveguides.

Det er Joakim Lindhardt, der står for at omdanne skanninger til både virtuelle præsentationer og printede versioner af patientens kæbe før og efter operationen. Men hans arbejde slutter ikke der, for det er ham, der kommer cyklende fra 3D-printcenteret med de printede planer i hånden, kirurgerne bruger som guide under operationen.

De seneste to år har læger på Aarhus Universitetshospital haft ingeniørerne lige ved hånden, når de havde brug for 3D-printede modeller og saveguides til at lette arbejdet på operationsstuerne. Anvendelsen af teknologien betyder kortere iskæmitid for den knogle og hud, der skal danne den nye kæbe og kind, kortere tid på operationsstuen for læger og sygeplejersker, kortere tid på lejet for patienten – og ikke mindst præcis kontakt mellem knoglestykke og kæbe.

Første snit i patientens ben bliver lagt med en almindelig skalpel, inden ledende overlæge på Plastik- og Brystkirurgi og Mikrokirurgi, Birgitte Jul Kiil, skifter til den elektriske monopolarkniv, der kauteriserer sivende blodkar undervejs. Uret tikker, men operationen er blevet op til 45 minutter kortere med hjælp fra 3D-print.

Stykket af fibula skæres ud efter saveguiden i den helt rigtige længde og de rigtige vinkler, så det passer perfekt som erstatning for det stykke kæbe, kæbekirurg Jytte Buhl har fjernet imens.

Ingeniør med blod på handskerne

Det er ikke nyt med 3D-printere inden for hospitalsverdenen og heller ikke på Aarhus Universitetshospital, hvor flere læger med særlig interesse har ledet deres egne projekter. Visionen er at samle 3D-printere i et fælles center, som kan tilgås af hele Aarhus Universitetshospital, så ressourcerne udnyttes bedst muligt. Kan ingeniørerne overtage teknikken, så kan lægerne koncentrere sig om klinikken.

»Specialister skal gøre det, specialister kan gøre«, fastslår Birgitte Jul Kiil.

Det lyder tillokkende simpelt, men alligevel har hun, fra starten gik for to år siden, insisteret på, at ingeniøren skulle i blåt og med til operationen, selvom det ikke lige var hans felt af ekspertise. Det handlede om at lære at forstå hinanden, og om, at Joakim Lindhardt kom til at se, hvordan hans arbejde blev brugt i praksis, så de sammen kunne optimere processen.

»Han er selvfølgelig meget bedre end mig til det tekniske, og det er klart, at der har været en læringskurve for begge parter, men nøglen til, at det her fungerer, er, at kirurger og ingeniører har fulgtes ad«, forklarer Birgitte Jul Kiil.

Der er da heller ingen tvivl om, at Joakim Lindhardt, der er uddannet med speciale i sundhedsteknologi, trives næsten lige så godt på operationsgangen, som han gør foran computeren. Han tænder ganske enkelt på at være med til at sikre patienterne et bedre resultat, og han kan ikke skjule sin begejstring, når han siger:

»Det er de færreste ingeniører, der har blod på handskerne på ugentlig basis, men vi der har det, er glade for det«.

Den begejstring har Birgitte Jul Kiil også spottet. Hun fortæller med et glimt i øjet, at hun plejede at sige, at Joakim Lindhardt var den yngre læge, der var mest på operationsgangen efter arbejde, fordi han i begyndelsen fulgte kirurgien fra start til slut.

Det store arbejde gøres inden operationen

Når patienten kommer til ambulatoriet en uge før selve operationen til en samtale med røntgen, onkolog, øre-næse-halskirurg, kæbekirurg og plastikkirurg, har Joakim Lindhardt forvandlet CT-skanningerne, der laves i diagnostisk øjemed, til en virtuel 3D-præsentation. Det betyder, at han kan printe en model af patientens kæbe i målestokforholdet én til én.

Modellen af patientens kæbe kan printes i forskellige farver, så tumoren står tydeligt frem mod kæben, og det kan være til stor hjælp for både patient og personale. Modellen kan tages med på konferencer mellem onkologer og røntgenlæger og give et bedre billede af, hvad der præcis er brug for, bliver gjort. Den kan også fungere som visuelt understøttende værktøj, når kirurgen skal forklare patienten, hvad der skal opereres og hvorfor.

Når kæben er med i ambulatoriet, bruger lægerne fra de tre kirurgiske specialer modellen til at blive enige om, hvor snittet helt præcist skal ligge. Før blev den beslutning først endeligt fastlagt hen over den åbne patient på bordet, men nu tegner specialisterne en fælles tuschstreg på plastikmodellen, inden de sender den tilbage til det virtuelle laboratorie hos Joakim Lindhardt og hans kollega Anders Mølgaard Jakobsen.

Til sidst mødes ingeniør med kæbekirurg og laver operationen virtuelt. Det betyder, at de sammen lægger snittet og passer fibulaknoglen ind, for at sikre, at når første snit bliver lagt i patienten, så sker det med den bedst mulige plan.

Den store fordel ved at arbejde virtuelt er, at det giver mulighed for at perfektionere snittet og at fortryde det, hvis det viser sig ikke at være perfekt i første omgang. Den virtuelle repræsentation af operationen bliver til sidst sendt til godkendelse hos alle ansvarlige kirurger.

Når den sidste godkendelse er i hus, kan ingeniøren printe den model, der viser den nye kæbe med fibulastykket placeret. Og kæbekirurgen kan bøje den titaniumskinne, der skal holde kæben på plads, så den ligger klar og steriliseret på operationsbordet.

Alt det er sket, inden Birgitte Jul Kiil lægger det første snit ved dagens operation.

Operationen er i gang

På operationsstue 314 minder Birgitte Jul Kiil om, at snittet på underbenet er rykket lidt højere op end normalt, fordi det passer bedre med patientens anatomi.

»Jeg synes faktisk også, formen på knoglen ser bedre ud«, svarer hendes kollega.

Ud over stykket af fibula, skal Birgitte Jul Kiil og hendes lille hold i fodenden også have en lap hud med, der skal bruges til rekonstruktionen og sikre, at mest mulig blodforsyning kan følge med. Det er et pillearbejde at blotlægge knoglen og sikre, at blodforsyningen kan genetableres, når det hele skal flyttes op til kæben om et par timer.

Det er Birgitte Jul Kiil, der fører skalpellen, imens en kollega har det anstrengende arbejde med at holde operationsfeltet åbent med sårhager, og en yngre læge i hoveduddannelse assisterer med at kauterisere de små blodkar, der uundgåeligt bliver ramt undervejs.

I den anden ende er øre-, næse- og halskirurg Søren Dührr Gade sammen med kæbekirurgen ved at fjerne den tumor, der sidder udvendigt på kæbe og kind.

Et helt nyt rum for innovation

Alle ved, at når man saver lister derhjemme til køkkenet, så passer de aldrig perfekt, siger Joakim Lindhardt, når han skal fremhæve den præcision, der er den allerstørste fordel ved saveguiderne. Når enderne er skåret i vinkler efter skabelon, passer de bedre sammen og kan give et bedre resultat.

»Det er utroligt spændende at få lov til at hjælpe kirurgerne til at løfte det niveau af kirurgi op og være med helt fremme på forkant af, hvad der sker. Udvikling, udvikling, udvikling, som alle ingeniører elsker«, siger Joakim Lindhardt.

Han siger selv, at udviklingsarbejdet kan gå i gang nærmest samme dag, som den fikse idé er opstået, og kommer i sin begejstring til at sige, at det er meget agilt, selvom hans grin afslører, at han godt ved, at det er et overbrugt udtryk. Og han er bestemt ikke alene om begejstringen. Det gælder hele teamet, der udnytter fordelene ved 3D-print.

»Når man arbejder som innovativ kirurg, som jeg bilder mig selv ind, at jeg er, vil man gerne hele tiden have den højeste standard. Når man kan det her ude i verden, så skal vores patienter også have det«, siger Birgitte Jul Kiil og fortsætter:

»For det er lige en tand bedre at bruge guiden, og når man først har prøvet det, så bliver det presset, hvis man ikke har den, og derfor ikke kan levere det bedste til hver enkelt patient«.

At sikre, at hospitalet hele tiden er på forkant med den nyeste udvikling inden for 3D-print, kræver, at både ingeniører og kirurger vil levere. Der skal være plads til og mulighed for at stoppe op, fortælle og spørge, selvom man står midt i en operation. Og det er her, ingeniørerne i blåt for alvor kommer til sin ret.

»Ingeniørerne har stået i blåt tøj og assisteret os, og det har skabt et rum for innovation, at vi taler det samme sprog. Det har faktisk overrasket mig, hvor meget det har betydet, at de er med, hvor vi er, og at det har været nemt at spørge dem ’Er det her noget, du kunne hjælpe med?’«, siger Birgitte Jul Kiil. Både hun, Joakim Lindhardt og mange andre på det store universitetshospital har gode idéer til, hvordan 3D-print skal indgå i fremtidens sundhedsvæsen. På langt sigt handler det om at kunne printe proteser og implantater, men det er en kompliceret proces, der kræver CE-mærkning og godkendelse til menneskebrug.

Lidt mere nært kan 3D-print udvikles til at kunne bruges til uddannelse og træning af kirurger eller til at undervise sygeplejersker i at lægge venflon.

»Der er masser af idéer, selvom vi nok ikke vil give vores helt egne guldkorn væk, før vi selv har kigget på dem og efterprøvet, om de giver mening«, siger Birgitte Jul Kiil og slår en latter op.

Holder vi niveau?

De 3D-printede skæreguides, der er printet massivt, kommer direkte fra sterilisering og er klar til at blive skruet fast i knoglerne. Joakim Lindhardt, der ellers havde overladt arbejdet til kirurgerne, kommer tilbage, ligesom kirurgerne er klar til at bruge dem i praksis.

»Jeg skal lige se, om vi holder niveau«, siger han, imens han tager et mundbind på, så han kan observere fra nærmest hold.

Og heldigvis holder ingeniørerne niveau, og saveguiderne passer perfekt, hvor de er tiltænkt på både kæbe og fibula.

På benet skærer de knoglestykket fri uden at bryde blodtilførslen, så de er klar, når kæbeholdet er det. Patientens temperatur er faldet lidt, og det betyder, at holdet af læger og sygeplejersker opmærksomt får dækket benet til, så knogle og hudlap bevares i bedst mulig stand.

Og så er det tid til en hurtig frokost for Birgitte Jul Kiil og hendes del af operationsholdet, før de kommer tilbage og straks går i gang med at skabe den nye blodforsyning.

Fordi patienten skal have strålebehandling bagefter, skal den nye blodforsyning trækkes fra den modsatte side af kæben for at sikre det bedste resultat. Arterie og vene fra benet sys sammen med arterie og vene på halsen. Karrene er kun to millimeter i diameter, det kræver tid, koncentration og mikroskop.

Fire timer efter operationen startede, er alt klar til, at blodforsyningen til knoglestykket fra benet bliver skåret fri, og det bliver sat på sin nye plads i kæben.

Støtte fra ledelsen

Igennem længere tid var ønsket om at kunne bruge 3D-print i operationer hos patienter med kræft blevet større og større, og for et par år siden gik ledende overlæge Birgitte Jul Kiil og kæbekirurg Jytte Buhl sammen om at søge penge fra hospitalets spydspidspulje til at få ansat en ingeniør. Og det gik overraskende nemt, for lægefaglig direktør Jørgen Schøler Kristensen kunne med det samme se fordelene ved idéen.

Birgitte Jul Kiil er derfor ikke sen til at rose ledelsen, for at have blik for innovation.

»Når vi er innovative og løber afsted med bolden, kan vi kun nå så langt, hvis pengene følger med. Det er startet som en spire hos os, men det er opbakningen fra hospitalsledelsen, både økonomisk og interessemæssigt, der gør, at vi vokser ret hurtigt nu«, siger hun.

Men vokseværket slutter ikke her. Lige nu er 3D-printcenterets bedste kunder kæbe- og ortopædkirurgerne, men neurokirurgerne er stærkt på vej. Indtil maj i år var Joakim Lindhardt en enmandshær, men med Anders Mølgaard Jakobsen har de fordoblet mandskabet og mangedoblet drømmene.

»Det er klart, at jeg drømmer om, at 3D-printcenteret skal vokse en masse, og at vi om en årrække ikke bare er to, men ti. Det er ret tydeligt, at vi er blevet mere end dobbelt så effektive af at blive dobbelt så mange mennesker, fordi vi kan spille hinanden gode. Men det er klart også drømmen, at vi først og fremmest gerne vil udvide til siden, altså have flere specialer med, men vi vil også gerne dykke længere ned i de enkelte specialer«, siger han.

Lønnen har tjent sig selv hjem

Inden Joakim Lindhardt blev ansat for to år siden, havde afdelingerne på Aarhus Universitetshospital muligheden for at bestille 3D-print fra USA eller Belgien, men det var både dyrt og besværligt. En enkelt skæreguide kunne koste 30.000-70.000 kroner og ofte kræve, at en kirurg tog sin aften i brug for telefonisk at få detaljerne på plads. Til sammenligning koster det cirka 60 kroner at printe en kæbe på printcenteret i Skejby, når printer og ingeniørløn er betalt.

Patienten, der ligger på bordet på operationsstue 314, ville gerne se, hvordan han kæbe præcist kommer til at se ud efter operationen, og med eget printcenter kan det nemt lade sig gøre.

Den store besparelse har betydet, at afdelingerne bestiller langt flere print. I år er det blevet til 123 patientspecifikke modeller fordelt på syv specialer. Det er mere end en halv om dagen og lidt mindre end i 2019 formentlig på grund af coronapandemien, vurderer Joakim Lindhardt.

Fra bestilling til levering går der i gennemsnit knap to dage, og lige netop leveringstiden spiller en afgørende faktor for, at de er så glade for deres printcenter på Aarhus Universitetshospital. Da saveguiderne skulle bestilles hjem fra udlandet, var det umuligt at nå inden for kræftpakkens behandlingstid på syv dage. Det betød, at det indtil for et par år siden kun var muligt at anvende 3D-print, hvis patienten ikke havde kræft.

Perfekte vinkler

Imens Birgitte Jul Kiil bærer knogle og hudlap op til den ventende kæbekirurg, får den yngre læge lov til at lukke underbenet. Der er rigeligt med arbejde det næste stykke tid.

Titaniumskinnen er skruet fast på kæben og efterlader ikke meget plads at arbejde på. Der er præcis plads til det stykke fibula, Birgitte Jul Kiil leverer til kæbekirurg Jytte Buhl. Nu skal det vise sig, hvor nemt og smart det er med præcise vinkler. Den printede model bliver tjekket en sidste gang, så alle er sikre på, at knoglestykket vender den rigtige vej.

Men man skal passe på ikke at blinke, for så går man glip af det store øjeblik: Stykket af fibula klikker ind i kæben, som havde det altid været meningen, det skulle sidde dér.

Blad nummer: 

Right side

af Knud Raben-Pedersen | 21/09
6 kommentarer
af Peter Matzen | 21/09
1 Kommentar
af Finn Vallø Hansen | 21/09
1 Kommentar
af Johan Ludvig Reventlow | 19/09
2 kommentarer
af Andreas Gothardt Lundh | 17/09
1 Kommentar
af Bjørn Søeberg | 17/09
33 kommentarer
af Lene Annette Norberg | 15/09
5 kommentarer
af Søren Holm | 14/09
1 Kommentar