verhaal van de klant

OptiGrip: Een chirurgisch instrument met gevoel

13 oktober 2016 • 4 min leestijd

Als je met een waterpomptang een duiveneitje pakt, gaat dat eitje meestal kapot. Bij kijkbuisoperaties hebben chirurgen te maken met hetzelfde probleem. Ze kunnen via hun instrumenten niet voelen hoe hard ze knijpen in het weefsel. Dat kan zorgen voor complicaties. TNO heeft een pre-prototype van een medisch instrument ontwikkeld waarmee je wél kunt voelen. Hiermee behaalde TNO op 12 oktober jl. een tweede plaats bij de EARTO Innovation Awards 2016 in Brussel.

Na ruim elf jaar ontwikkelingstijd zal begin 2017 de OptiGrip op de markt komen. Met dit instrument voor kijkbuisoperaties kan de arts weer voelen wat hij met zijn instrument vastpakt. September 2015 maakte gynaecoloog Michel Vleugels deze vinding wereldkundig op een congres van de Amerikaanse Society of Laparoendscopic Surgeons (6000 leden) in New York. De collega-chirurgen waren zo enthousiast dat ze hem de Amerikaanse innovatieprijs 2015 toekenden. Een dergelijke erkenning kreeg TNO ook voor de ontwikkeling van het pre-prototype van de OptiGrip: TNO behaalde op 12 oktober jl. de tweede plaats bij de EARTO Innovation Awards 2016, een prijs die wordt toegekend door zo’n 350 Europese collega-organisaties. EARTO is European Association of Research and Technology Organisations.

Patent vastleggen

Michel Vleugels is verbonden aan het Ziekenhuis Rivierenland Tiel. Hij was een van de pioniers die begin jaren negentig in ons land aan de slag gingen met kijkbuisoperaties. Deze operaties gebeuren na 25 jaar nog steeds met dezelfde standaardinstrumenten. Deze instrumenten zijn allesbehalve ergonomisch verantwoord en de chirurg kan er niet mee voelen wat hij vastpakt. Daardoor is de kans op complicaties groot omdat chirurgen niet heel nauwkeurig te werk kunnen gaan. In 2001 bedacht Vleugels samen met Mark Lazeroms de oplossing voor dit probleem. Lazeroms promoveerde toen aan de TU Delft op krachtterugkoppeling met optische sensoren. Patenten werden vastgelegd waarna het bedrijf Endoscopic Force reflecting Instruments BV (EFI) is opgericht om deze ideeën te realiseren. Vanaf 2006 betrok EFI TNO bij de ontwikkeling van dit innovatieve haptische medisch instrument. Vleugels: “TNO was de enige organisatie die de kennis in huis had van zowel optische sensortechniek, regeltechniek en mechanica. En de TNO’ers waren enthousiast!”

Jingle Bells

Vanaf het begin is werktuigbouwkundige Michiel Oderwald bij de OptiGrip betrokken. Bij TNO is hij nu business developer medische devices. In 1999 is hij met een vriend afgestudeerd in Delft op een onderwerp om dode vingers op een natuurlijk manier te laten bewegen. Dit lukte met behulp van een actuator (een motortje dat iets in beweging kan zetten) en een krachtsensor aan de pezen. Zo konden de ‘spieren’ (de actuatoren vervingen de spieren) aanspannen en ontspannen. Op een speelgoedpiano lieten ze een vinger zelfs ‘Jingle Bells’ spelen. “Diezelfde technologie van haptische regeltechniek zit nu ook in de OptiGrip,” zegt Oderwald.

Pre-prototype (links) en klinisch prototype (rechts) van de OptiGrip

Haptische terugkoppeling

“Wat bedoeld wordt met haptische terugkoppeling,” vervolgt Vleugels, “is dat je met jouw vingers weerstand voelt op het moment dat iets je beetpakt. Die informatie gaat via je zenuwen naar de kleine hersenen. Daar wordt de kracht, die je moet uitoefenen om het vast te houden, gecontroleerd. Bovendien wordt daar ook bepaald wat de stand van jouw gewrichten is en de spanning op jouw spieren. Die terugkoppeling of feedback is een continu proces. Dat gevoel ontbreekt in standaardinstrumenten en hebben wij nu in het nieuwe instrument teruggegeven. Via sensoren voelt het grijpertje van het instrument de weerstand van het weefsel in de buik. Die informatie wordt via de glasvezel (lees: de zenuw) gebracht naar de control unit, de haptische regelaar. Deze reageert via een stroompje naar de actuator (lees: de spier die je normaal gebruikt). Zo voelt de chirurg aan zijn vingers de nagebootste weerstand die het grijpertje eigenlijk voelt in de buik.” “Er is geen tijdverlies,” vult Oderwald aan. “Ons pre-prototype corrigeert de kracht vierduizend keer per seconde. Daardoor lijkt het net alsof je direct contact hebt met het weefsel. Bovendien is optische geleiding door glasvezel ideaal, want het materiaal kan tegen vocht, verhitting en stoort niet met andere apparatuur in de operatiekamer.”

Kennis overdragen

TNO heeft voor EFI eerst een functioneel model gebouwd om de financier van EFI te laten zien dat het principe werkt. Oderwald: “Daarna hebben we het pre-prototype van OptiGrip ontwikkeld. Behalve onze eigen mensen hebben we er ook studenten van de TU Delft en de HTS bij betrokken. Medio 2010 was dat instrument klaar. Als adviseur zijn en blijven we bij de verdere ontwikkeling betrokken.” Vleugels zorgde ervoor dat de financiering rondkwam voor het bouwen van een aantal OptiGrip prototypes die getest konden worden. Deze prototypes werden gebouwd door Demcon uit Enschede; Technobis uit Alkmaar zorgde voor de glasvezeloptica en sensoren. Oderwald: “Hiervoor hebben wij onze kennis van het pre-prototype overgedragen.”  

"Doordat het gevoel terug is, kunnen artsen nu ook kwetsbaarder en risicovoller weefsel, zoals kankerweefsel, opereren"

Hulp van de dierenarts

Inmiddels worden er bij het Radboud UMC in Nijmegen laboratorium- en preklinische validatietesten gedaan op levend weefsel. Vleugels: “Dat is noodzakelijk om de apparatuur officieel goedgekeurd te krijgen om het te kunnen gebruiken bij mensen. In Nijmegen doet zelfs een dierenarts mee aan die preklinische tests op varkens, want de OptiGrip is ook prima te gebruiken voor kijkbuisoperaties die ook bij dieren steeds vaker plaatsvinden.”

Oncologische operaties

Behalve het gevoel teruggeven zorgt het nieuwe handvat aan het instrument ervoor dat een chirurg prettiger en meer ergonomisch kan opereren. Oderwald: “Doordat het gevoel terug is, kunnen artsen nu ook kwetsbaarder en risicovoller weefsel, zoals kankerweefsel, opereren. Op dit moment gebeurt het weghalen van kankerweefsel vaak nog open chirurgisch. Dat is onnodig snijden. In de nabije toekomst zullen chirurgen oncologische operaties wellicht meer met de kijkbuis gaan doen.” Vleugels vult aan: “Onlangs maakte ik in Londen een rondje langs trainingscentra. Daar merkte ik dat vooral cardiovasculaire chirurgen enthousiast waren, omdat ze nu duidelijk het verschil kunnen voelen tussen een ader en een slagader bij minimaal-invasieve hart- en vaatoperaties.”

Totale kosten gelijk

Vleugels verwacht dat de prijs van de OptiGrip anderhalf maal zo hoog zal zijn als een standaard instrument. “Via Health Technology Assessment voor dikkedarmkanker hebben we nu al kunnen aantonen dat de totale kosten voor de Nederlandse gezondheidzorg niet omhoog gaan. Dat komt omdat je het aantal complicaties reduceert, mensen sneller herstellen en weer aan de slag kunnen. Dat is zowel gunstig voor de patiënt als voor de samenleving.”

 

verhaal van de klant

OptiGrip: Een chirurgisch instrument met gevoel

13 okt '16 - 4 min
Als je met een waterpomptang een duiveneitje pakt, gaat dat eitje meestal kapot. Bij kijkbuisoperaties hebben chirurgen te maken met hetzelfde probleem. Ze kunnen... Lees meer
column

Personalised nutrition is meer dan voeding afgestemd op je genen

12 okt '18 - 3 min
Personalised nutrition was deze week meerdere keren in het nieuws. Een hoogtepunt werd gisteren bereikt tijdens het DNA-Diner, georganiseerd door Vers+. Eerder deze... Lees meer
column

Beste minister Bruins, leefstijlgeneeskunde bestaat wel

25 apr '18 - 3 min
Op de motie van mevrouw Ellemeet antwoordde u onlangs: “Er is niet zoiets als leefstijlgeneeskunde”. Welnu, u bent verkeerd geïnformeerd. We zetten dit graag recht.... Lees meer
op de werkvloer

“Flexibele zonnecellen zijn de toekomst”

11 jan '18 - 3 min
Mirjam Theelen (34) maakt zonnecellen kapot. Voor dat werk werd ze door haar collega’s uitgeroepen tot ‘Excellente onderzoeker 2017’. Dit vraagt om een toelichting.... Lees meer
column

Geneesmiddelen kunnen sneller én goedkoper op de markt en bij de patiënt komen

29 dec '17 - 2 min
Een Haagse apotheker gaat terwijl hij verwijten naar de farmaceutische industrie uitspreekt, een geneesmiddel zelf namaken. Huisarts Hans van der Linde betoogt in... Lees meer
blik op de toekomst

Optics 2.0: de toekomst van freeform optics

30 nov '17 - 4 min
Vrije-vormoptiek is een trend in de optica die het mogelijk maakt kleinere, compactere systemen te maken met gelijke of zelfs betere prestaties. TNO kan hoogwaardige... Lees meer

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Wij gebruiken anonieme cookies om het gebruik van onze site te verbeteren. Ons privacystatement is aangepast aan de nieuwe privacywetgeving in de EU.