3D-beelden en 3D-printers maken accuratere kaakoperaties mogelijk

Dankzij 3D-beelden en 3D-geprinte mallen en implantaten, kunnen kaakoperaties accurater uitgevoerd worden. Dat concludeert technische geneeskundige Joep Kraeima van het Universitair Medisch Centrum Groningen. ‘Dankzij een goede voorbereiding met 3D-technieken hoeven chirurgen tijdens de operatie niet meer alles ter plekke te bedenken en te passen en te meten, maar kunnen ze simpelweg vertrouwen op het vooraf gemaakte 3D-operatieplan en 3D-geprinte mallen.’ Op woensdag 8 mei promoveerde hij op de bevindingen van zijn proefschrift aan de Rijksuniversiteit Groningen.

Kraeima is als technisch geneeskundig specialist onderdeel van het behandelteam van Mondziekten-, Kaak- en aangezichtschirurgie. Zijn taak is het signaleren van verbeterpunten in de zorg en daarop verbeteringen te ontwikkelen. ‘Mijn onderzoekt richt zich op drie domeinen binnen de afdeling: oncologie, kaakcorrecties en gewrichtschirurgie.’ Bij alle drie deze patiëntengroepen moet een beeld gevormd worden van de aandoening en de relatie hiervan met de kaak, waarna een operatie plaatsvindt en vaak een implantaat moet worden aangebracht. ‘De 3D-technieken hebben zich op deze gebieden al een paar jaar bewezen, maar konden naar mijn mening veel effectiever ingezet worden.’

Beeldvorming

De eerste stap in het proces van een kaakoperatie is de beeldvorming. ‘We gebruiken al jaren bijvoorbeeld een CT-scan om een beeld te krijgen van de kaak. Maar ik heb een methode opgezet om gezamenlijke beelden van verschillende scans, zoals een CT-scan, MRI en PET-scans, om te zetten in een 3D-beeld. Dat maakt het mogelijk om digitaal veel beter te zien wat er in de kaak aan de hand is. Je kunt bijvoorbeeld niet aan de buitenkant zien hoever een tumor uitbreidt in het kaakbot. Op deze manier kan die tumor toch vooraf precies gelokaliseerd worden. Als behandelteam kunnen we deze beelden gebruiken om een behandelplan te maken. We lopen scenario’s van ingrepen door en besluiten wat de beste ingreep is.’

Mallen en implantaten printen

‘Als het digitale plan is gemaakt, kunnen we op basis daarvan een boor- of zaagmal en implantaten maken. Die mal printen we met een 3D-printer precies op maat. Doordat de mal exact past op het bot kunnen we op de millimeter nauwkeurig bepalen waar in het bot we moeten zagen. De chirurg zaagt langs de rand van de mal of boort door de gaatjes van de mal om zo het vooraf vastgestelde plan uit te voeren.’ De derde stap het maken van het implantaat. ‘Met hetzelfde plan kunnen we ook bepalen hoe we het verwijderde bot, bijvoorbeeld bij een tumor, kunnen vervangen door een donorbot in combinatie met een implantaat. Ook is het met dezelfde ontwikkelde techniek mogelijk om kunst-kaakgewrichten exact op maat van de patiënt te produceren. Dergelijke implantaten worden met een 3D-printer geprint. Als de chirurg precies de mal volgt, past het implantaat dan ook precies. Dat scheelt passen en meten tijdens een operatie.’

Effectiviteit

Kraeima beschrijft in zijn proefschrift niet alleen de ontwikkeling van dit 3D-virtueel plan, maar ook onderzoeken naar de effectiviteit daarvan. ‘We hebben bijvoorbeeld kunnen aantonen dat kaakcorrecties preciezer uitgevoerd kunnen worden met behulp van dit 3D-plan. Maar bij kleine correcties, van minder dan 3,5 millimeter, had het niet echt toegevoegde waarde. Dat is goed om te weten, want het maken van zo’n 3D-plan is arbeidsintensief. Bovendien hebben we nog te weinig experts, de technisch geneeskundigen, die zo’n plan voor iedere patiënt moeten maken. We moeten daarom in de toekomst meer onderzoeken uitvoeren om te achterhalen in welke situaties zo’n virtueel plan echt toegevoegde waarde heeft.’

Curriculum vitae

Joep Kraeima (1989, Zwolle) studeerde Technische Geneeskunde aan de Universiteit van Twente. Hij deed zijn onderzoek bij de afdeling Mondziekten-, Kaak- en aangezichtschirurgie van het UMCG. de titel van zijn proefschrift is: ‘Three dimensional virtual surgical planning for patient specific osteosynthesis and devices in oral and maxillofacial surgery. A new era.’ Kraeima blijft na zijn promotie werkzaam bij de afdeling Mondziekten-, Kaak- en aangezichtschirurgie van het UMCG.