Vertebral Intraoperative Repair by Targeted Ultrasound imaging (VIRTUS)

VIRTUS (Vertebral Intraoperative Repair by Targeted Ultrasound imaging) tar sikte på å utvikle teknologi for bildeveiledet spinalkirurgi basert på avbildning med 3D ultralyd og nevronavigasjon. I forhold til andre avbildingsmetoder (f.eks. MR, CT) er ultr alyd raskere, uten skadelig stråling og langt rimliegere i innkjøp og drift enn andre teknologier for medisinsk avbilding. Det er stor aktivitet nasjonalt og internasjonalt innen utvikling av ultralyd for medisinsk avbilding. Prosjektet involverer i t illegg til prosjekteier Sonowand AS partnerne SINTEF, NTNU, St. Olavs Hospital, Oslo Universitetssykehus, Universitetssykehuset Nord-Norge, og MATCH konsortiet ved University of Nottingham. MATCH konsortiet har gjennomført intervju med klinikere på de 3 universitetssykehusene og kartlagt brukerbehov og kliniske forutsetninger til et system for ultralydveiledet ryggkirurgi. SINTEF og NTNU har jobbet med å forbedre ultralyd avbildning av ryggen, utvikle registreringsmetoder og prøve ut segmentering av 3D ultralydbilder. Oslo universitetssykehus har bidratt med klinisk kompetanse i avklaring av brukerkrav. Intervensjonssenteret har utviklet MR-sekvenser som er optimert for å gi god avbildning av kortikalt bein i ryggsøyla, samt evaluert ulike segmen teringsmetoder. St. Olavs hospital har bidratt med klinisk kompetanse ved kartlegging av brukerkrav, samt med utprøvning av ultralyd i spinalkirurgi. Universitessykehuset i Nord-Norge (UNN) har bidratt med klinisk kompetanse i forhold til kartleggi ng av brukerkrav. I denne perioden har forskningsaktiviteten i prosjektet vært presentert på seminarer tilknyttet MICCAI-konferansen. Reinertsen I, Jakola AS, Solheim O, Lindseth F, Selbekk T, Unsgård G. Placement of external ventricular drains us ing an average model. Miccai 2013 workshop on Clinical image-based procedures: translational research in medical imaging. Bø LE, Palomar R, Selbekk T, Reinertsen I. Registration of MR to percutaneous ultrasound of the spine for Image-Guided Surgery. Mi ccai 2013 workshop on computationla methods and clinical applications for spine imaging. Det er i fra november måned ansatt en post doc. kandidat, Alfonso Rodriguez Morales som jobber 50% finansiert av VIRTUS-prosjektet. Han har begynt å kikke på uli ke metoder for simulering av ultralyd bølgeforplantning i en ryggmodell. I 1. kvartal 2014 vil prosjektet ha faglig fokus på registreringsmetoder, segmentering, og forbedring av ultralyd bildekvalitet.

The cross-disciplinary project aims to develop technology for improved image guided spine surgery that aims to increase the success rate in first-time surgery of degenerative spinal disorders, like surgery of herniated disc and spinal stenosis. The proje ct involves R&D to develop ultrasound hardware like front-end electronics on the SONOWAND ultrasound platform and development of novel transducers for intraoperative use. Further, the project involves R&D to develop unique image processing and registratio n methods for spine surgery, which enables the use of 3D ultrasound for image-to-patient registration (MR-US registration). The clinical partners involved in the project will establish clinical procedures for the use of the new technology in spine surgery . For the ultrasound development in the project, the challenging and innovative part is related to development of high end transducers and flexible beam forming methods, which necessitate further development of front-end electronics and signal processin g methods. New probe technology is necessary to obtain high quality images of a challenging imaging object as the spine. Determining the optimal transducer parameters is crucial and acoustic simulations must be performed to optimize the probe design. For the navigation technology the major challenge is related to the development of robust and accurate registration methods for use in spine surgery. The project will result in a new spine product module for the SonoWand Invite intraoperative imaging and na vigation system. The module will be a complete image guided solution for spine surgery, including guidance in surgery of soft spine tissue, which is different to the current commercial solutions. The project will expand the total market for SONOWAND in t he order of 500-1000 million NOK. The tools developed in the project will be utilised by research partners in future research within ultrasound imaging and image-guided therapy.