Segmentation pipeline for abdominal navigation

Eén van de grote pijlers voor het genezen van kankerpatiënten is chirurgie. Hierbij is het belangrijk dat de ziekte zich alleen lokaal bevindt en radicaal verwijderd wordt. Radicale chirurgie wordt vaak beperkt door omliggende gezonde weefsels, waardoor er een optimale balans gevonden moet worden tussen genezing en bijwerkingen.

Intra-operatieve navigatie

Intra-operatieve navigatie is een nieuwe techniek die onderdeel gaat uitmaken van de operatiekamer van de toekomst en kan leiden tot veiligere, meer weefselsparende en oncologisch accuratere chirurgische procedures. Ook moet het bijdragen aan het verbeteren van het anatomische inzicht wat betreft de tumor en zijn begrenzingen, de omliggende weefsels en de te sparen structuren rondom de tumor.
Bij navigatie chirurgie worden preoperatieve anatomische scans gebruikt voor inzicht en oriëntatie van de chirurg tijdens de operatie. Met behulp van een tracking systeem worden de preoperatieve scans gekoppeld aan de anatomische situatie tijdens de operatie
Navigatie chirurgie wordt voornamelijk toegepast bij operaties in een rigide omgeving, zoals binnen de schedel en in de voorhoofdsholten. Hierbij verandert de anatomie van de patiënt tijdens de operatie minimaal ten opzichte van de preoperatieve beeldvorming.

Een technisch meer uitdagend gebied voor de toepassing van chirurgische navigatie is het abdomen. Het is een onontgonnen gebied vanwege de relatieve mobiliteit van de intra-abdominale organen. De beweging van organen, ademhalingsartefacten en weefselvervorming maken de peroperatieve accuratesse van de navigatie meer complex. In dit project hopen wij deze bewegingsartefacten op te lossen door het plaatsen van zeer kleine markers in of rondom de tumor waardoor eventuele bewegingen van het tumorweefsel kunnen worden gevolgd met draadloze tracking.
Recent is het klinische implementatie team image-guided-surgery gestart om nieuwe technieken ontwikkeld binnen de research groep of vanuit de industrie snel toe te kunnen passen in de kliniek. Dit team bestaat uit een promovenda, twee postdocs (een medisch fysicus en een technisch geneeskundige) en een datamanager. Er zal veel interactie en samenwerking zijn met dit team om zo op een eenvoudige manier met de nieuwe technieken de kliniek in de komen en tegelijkertijd ook zorgvuldig te monitoren wat de effecten zijn voor de gebruikers en de patiënt na de introductie van deze technieken.

Doel

In de huidige workflow wordt op de dag voor de navigatie-operatie een planning CT-scan gemaakt. Deze CT-scan wordt samen met diagnostische MRI scans gebruikt om een 3D model te maken van relevante structuren. Denk hierbij aan, botten, arteriën, venen, ureters en natuurlijk de tumor. Op het moment word hiervoor een intern ontwikkeld segmentatie programma gebruikt. De huidige vorm van segmenteren vergt veel handmatige aanpassingen en is daardoor tijdrovend. Wanneer we deze vorm van navigatie voor een grotere groep patiënten willen inzetten zullen we naar een efficiëntere manier van segmenteren toe moeten. Het doel van deze stage is het ontwikkelen van een segmentatie pipeline waarmee op een efficiëntere manier een patiënt specifiek model gemaakt kan worden. Het model zal daadwerkelijk gebruikt worden tijdens de operaties, waarmee jouw werk directe invloed heeft op de patiëntenzorg.

Prerequisites

• Enthusiastic Master student in electrical engineering, biomedical engineering, computer science, technical medicine or a related field
• A good team player with excellent communication skills
• A creative solution-finder

Duration: 10 weeks (M2)

Start date: a.s.a.p.