De camera wordt in eerste instantie ontwikkeld voor het herkennen van tumorweefsel bij eierstokkanker en vulvakanker

Met een hyperspectrale camera kunnen chirurgen straks tijdens een operatie zien waar gezond weefsel ophoudt en tumorweefsel begint. De chirurg kan zodoende zorgvuldiger tumoren weghalen en gezond weefsel met rust laten.

Het begon allemaal met de wens om het tumorweefsel van eierstokkanker beter te leren onderscheiden van ander buikweefsel. ‘Eierstokkanker verspreidt zich vaak door de hele buik’, en omdat het dikwijls eerst wordt bestraald, ontstaat littekenweefsel dat zich lastig laat onderscheiden van tumorweefsel. Maar je wilt tijdens een operatie wel heel goed weten wat je weg moet halen en wat niet’, legt ingenieur Nick van de Berg van het Erasmus MC uit.

Hij ontwikkelt de software voor de hyperspectrale camera samen met collega Laurie van de Weerd, beiden tevens wetenschappers van de afdeling Biomechanical Engineering van de TU Delft. Ze werken nauw samen met gynaecologen-oncologen Gatske Nieuwenhuyzen-de Boer, Heleen van Beekhuizen en Lena van Doorn van het Erasmus MC Kanker Instituut.

De camera wordt in eerste instantie ontwikkeld voor het herkennen van tumorweefsel bij eierstokkanker en vulvakanker. Een nieuwe manier van opereren – zogenoemde beeldgeleide chirurgie – komt hiermee een stap dichterbij.

Geleende camera
Met een geleende hyperspectrale camera van Philips begon Van de Berg met een eerste aanzet. Een hyperspectrale camera is in wezen hoogbegaafd: er zitten sensoren in die veel meer golflengtes kunnen waarnemen dan het menselijk oog. Met een hyperspectrale camera kun je daarom verschillende soorten weefsel en hun samenstelling in beeld brengen.

Van de Berg begon met foto’s maken van verwijderd eierstoktumorweefsel. De camera ‘onthoudt’ die foto’s en leert zichzelf waaruit het weefsel is samengesteld en hoe het eruit ziet. Nu is hij samen met Van de Weerd begonnen met het fotograferen van datzelfde eierstoktumorweefsel, maar dan tijdens de operatie, als het nog in de buik van de patiënt zit. Met een nieuwe camera die inmiddels eigendom is van het Erasmus MC.

Het idee is dat de camera het tumorweefsel van het overige buikweefsel onderscheidt. ‘Ter controle wordt het tumorweefsel na de operatie nogmaals gefotografeerd, en vervolgens onderzocht door de patholoog’, vertelt Van de Berg. De hoop is uiteraard dat de camera het goed heeft gezien en dat het tumorweefsel inderdaad al tijdens de operatie is herkend.

Van de Weerd maakt inmiddels ook foto’s van vulvatumoren vlak voor de operatie, als patiëntes daar toestemming voor geven. ‘Bij vulvatumoren is het minstens zo belangrijk dat duidelijk is met welk weefsel we te maken hebben’, zegt ze. ‘Vulvakanker kent verschillende voorstadia, zoals lichen sclerosus of HPV-infectie. Je wilt zeker weten dat wat je weghaalt echt voorstadium of tumorweefsel is.’

Ze ziet ook mogelijkheden voor vroege opsporing van vulvakanker met de hyperspectrale camera. Met enige regelmaat een foto maken van de vulva, bij vrouwen die al afwijkingen aan de vulva hebben, zou kunnen voorkomen dat een tumor aan de vulva pas in een laat stadium wordt ontdekt.

De verrichtingen van Van de Berg en Van de Weerd worden met belangstelling gevolgd door andere vakgroepen. Ze zijn al in gesprek met specialisten die hoofd-halstumoren behandelen. Maar in principe kunnen ze iedere tumorsoort met de camera fotograferen. Van de Berg: ‘Je moet de camera wel steeds weer leren hoe het tumorweefsel van de betreffende soort kanker eruit ziet. Maar het ontwikkelen van de benodigde software wordt steeds makkelijker en het verzamelen van de data kan inmiddels heel efficiënt.’

Maar eerst wil het duo bewijzen dat de methode echt werkt. Ze hebben drie jaar de tijd nodig om voldoende patiënten te includeren in hun studie, zodat de camera genoeg foto’s heeft gemaakt om het tumorweefsel te herkennen.

Hoe werkt hyperspectrale beeldvorming?
Het menselijk oog ziet maar drie kleuren: rood, groen en blauw. Hetzelfde geldt voor een gewone kleurencamera. Er valt echter veel meer waar te nemen dan het menselijk oog kan onderscheiden. Dit wordt vastgelegd door een hyperspectrale camera. De hyperspectale camera van Van de Berg en Van de Weerd neemt honderd kleuren waar, binnen en buiten het voor de mens zichtbare kleurenspectrum.

Hierdoor komen verschillen aan het licht die met het blote oog niet te zien zijn. Een hyperspectrale camera gebruikt heel veel verschillende golflengtes van het elektromagnetisch spectrum om het oppervlak van een materiaal te bekijken. Naast het zichtbare licht gebruiken de onderzoekers bijvoorbeeld nabij-infrarood. Ze kunnen daarmee de spectra van weefsel bepalen. Deze spectra geven informatie over de samenstelling van het weefsel, zoals de aanwezigheid van vet, water, bloed en zuurstof.