Millionbevilling til forskning i skånsom udredning af hjertesygdom ved hjælp af kunstig intelligens og 3D printede modeller

Patienter med kendt eller mistænkt sygdom i kroppens blodkar (f.eks. hovedpulsåren eller hjertets kranspulsårer) bliver i stigende grad udredt og vurderet med en CT-scanning.

Ved CT-scanning opnås øjebliksbilleder, hvorfor det ofte er udfordrende at vurdere dynamiske processer, f.eks. hjertets blodgennemstrømning. Et nyt forskningsprojekt på Esbjerg Sygehus ved navn FlowDirect vil undersøge om, det er muligt at 3D printe patienternes blodkar og efterfølgende foretage direkte og præcise målinger af blodgennemstrømningen af hjertet.

’Vi vil bruge billederne fra CT-scanningen til at printe en naturtro 3D model af patientens blodkar og herefter undersøge blodgennemstrømningen direkte på 3D modellen. Hvis man skal simulere kroppens naturlige blodgennemstrømning er det afgørende, at man råder over udstyr, der kan simulere et ægte hjerte. Investering i en sådan ”hjertepumpe” kræver betydelige resourcer, hvilket var en af årsagerne til at ansøge innovationsfonden om forskningsmidler,’ fortæller Kristian Tækker Madsen, læge, ph.d.-studerende i hjertesygdomme og en del af forskningsprojektet FlowDirect.


Foto: FlowDirect forskningsgruppen: Niels Peter Rønnow Sand, overlæge og klinisk professor i Afdeling for Hjertesygdomme, Michael Holte, lektor og udviklingschef for 3D Lab Denmark, Kæbekirurgisk Afdeling, Kristian Tækker Madsen, læge og ph.d. studerende i Afdeling for Hjertesygdomme og Martin Weber Kusk, forskningsradiograf i Røntgen, Skanning og Nuklearmedicinsk Afdeling & Imaging Research Initiative Southwest (IRIS).

Martin Weber Kusk er forskningsradiograf og et vigtigt led i udviklingen af FlowDirect.

’Esbjerg Sygehus er det første sygehus i Danmark, der bruger en ny og revolutionerende CT-scanner (Photon-scanner) til scanning af hjertet, der kan vise detaljer på scanningsbilleder, som man ikke har kunnet tidligere. Det gør, at vi kan bruge disse billeder til at lave endnu mere nøjagtige 3D-modeller af hjertet end hidtil. Jo tættere vi kommer på at kopiere et rigtigt hjerte, desto mere kan vi stole på vores målinger af blodgennemstrømningen. Omvendt kan man også bruge modellerne til yderligere at optimere scannerindstillingerne uden at udsætte patienter for røntgenstråling.’

3D print og kunstig intelligens er fremtiden

3D Lab Denmark på Esbjerg Sygehus har Danmarks mest avancerede 3D printer til print af naturtro anatomiske modeller til klinisk brug. 3D printeren kan printe meget detaljerede modeller af f.eks. patientens hjerte som til dette forskningsprojekt.

’Den nye 3D printer kan printe meget fine strukturer og printe i forskellige materialer, så modellen bliver fleksibel og efterligner menneskets væv,’ fortæller Michael Holte, lektor og udviklingschef for 3D Lab Denmark, der er tilknyttet Kæbekirurgisk Afdeling på Esbjerg Sygehus.

Forskningsprojektet har også til formål at udvikle metoder inden for kunstig intelligens til at automatisere processen fra CT-scanning til den færdige 3D model. Dette vil kunne reducere tidsforbruget betydeligt fra CT-scanningen er foretaget til den færdige 3D model foreligger.

3D modeller som platform for læring og efteruddannelse

Forskningsprojektet kan også være med til at bane vej for en hel ny måde at uddanne, træne og efteruddanne læger.

’Hvis vi kan printe 3D modeller af hjertet, som er en tro kopi af patientens hjerte og blodårer, så kan vi bruge disse modeller i uddannelsen af vores nye læger på kandidatuddannelsen. Ligeledes kan vi anvende  modellerne til at efteruddanne vores læger, så de kan optimere operative kompetencer – og på denne måde håber vi, at 3D modellerne på sigt kan blive til gavn for patienterne’, fortæller Niels Peter Rønnow Sand, overlæge og klinisk professor i hjertesygdomme.

Forskningsgruppen bag projektet drømmer om at sygehuset på sigt kan gøre brug af mere 3D print, kunstig intelligens og simulation, da det har så stor værdi ift. uddannelse og efteruddannelse – og i sidste ende vil kunne medføre en optimering af patientbehandlingen.

FlowDirect forskningsgruppen består af:

• Michael Holte, lektor og udviklingschef for 3D Lab Denmark, Kæbekirurgisk Afdeling
• Kristian Tækker Madsen, læge og ph.d. studerende i Afdeling for Hjertesygdomme
• Martin Weber Kusk, forskningsradiograf i Røntgen, Skanning og Nuklearmedicinsk Afdeling & Imaging Research Initiative Southwest (IRIS)
• Niels Peter Rønnow Sand, overlæge og klinisk professor i Afdeling for Hjertesygdomme