Chirurgische assistentie op afstand dankzij 5G

Met de steun van de FOD Economie, K.M.O., Middenstand en Energie.

De wereld van de chirurgie staat niet stil: er zijn meer mogelijkheden en ingrepen worden steeds complexer. Tegelijkertijd is er een groeiend tekort aan gespecialiseerde chirurgen. Ziekenhuizen voelen daarom meer en meer de noodzaak om externe experts op afstand het team in de operatiekamer te laten bijstaan.

De Kortrijkse beeldspecialist Barco heeft een oplossing ontwikkeld die tegemoetkomt aan deze nood: NexxisLive. Met die software kunnen experts buiten het ziekenhuis in realtime communiceren met het operatieteam. "De externe expert krijgt videobeelden van de operatie live te zien en kan onmiddellijk interageren en de beelden annoteren", zegt Tom Kimpe, VP Technology & Innovation bij Barco.

Operaties assisteren via 5G

De reacties op NexxisLive zijn positief, maar Barco kreeg feedback van klanten dat ze de oplossing in meer omstandigheden willen inzetten. "NexxisLive is vooral ontworpen voor gebruik op een kwalitatief beeldscherm met hoge resolutie en met een stabiele vaste netwerkverbinding", legt Tom Kimpe uit. "We gingen ervan uit dat externe experts steeds van op een vast werkstation kunnen werken. Maar in realiteit moeten ze soms onverwacht geraadpleegd worden, bijvoorbeeld wanneer ze onderweg zijn, en alleen een tablet of smartphone bij zich hebben."

Toen de FOD Economie een projectoproep voor nieuwe 5G-initiatieven lanceerde, vielen de puzzelstukken in elkaar. "Na een aantal gesprekken met Orange Belgium werd ons duidelijk dat het zowel vanuit technisch als efficiëntie perspectief zinvol was om NexxisLive naar een mobiel platform te brengen en over 5G te laten werken”, blikt Tom Kimpe terug. Beide bedrijven dienden samen met de Kortrijkse appontwikkelaar Sweet Mustard, het Brusselse Chirec-ziekenhuis en de KU Leuven een subsidieaanvraag in bij de federale overheid. Het project werd eerder dit jaar goedgekeurd en is ondertussen van start gegaan.

Bandbreedte, vertraging en veiligheid

Stefaan Van Aken is als 5G Customer Solution Architect bij Orange Belgium betrokken bij het project. Volgens hem zijn er drie redenen waarom 5G de ideale technologie is voor een mobiele versie van NexxisLive: bandbreedte, latency en veiligheid. “De expert moet een nauwkeurig beeld van de operatie hebben, waarbij zelfs kleine details en kleurverschillen van klinisch belang kunnen zijn. Daarom stuurt NexxisLive beelden in hoge definitie naar het mobiel toestel door, waarvoor een hoge bandbreedte tot soms wel 100 Mbps nodig is. Verder moet de expert ook in realtime kunnen communiceren met het operatieteam en gebieden op de beelden kunnen aanduiden. Dat kan alleen met een minimale vertraging. Met een 5G-slice van het netwerk kunnen we die bandbreedte en latency garanderen."

De derde reden om voor 5G te kiezen is veiligheid. "Videobeelden van een operatie zijn de meest intieme beelden van een mens die je je kan inbeelden. Met 5G kunnen we die beelden over een volledig beveiligde verbinding vanuit het ziekenhuis naar de externe expert sturen", benadrukt Stefaan Van Aken. "Zodra de expert de NexxisLive-app op zijn tablet opstart, wordt de slice geactiveerd en gebeurt alle communicatie over een privéverbinding tussen de app en de operatiekamer."

Uitgebreide testfase

Barco is het 5G-project begonnen met een usability-onderzoek op basis van gesprekken met de Brusselse Chirec-ziekenhuisgroep. De interface van NexxisLive moest immers aangepast worden aan de eigenschappen van een mobiel toestel, legt Kimpe uit: "In plaats van een hogeresolutiescherm met toetsenbord en muis, moeten we nu werken met een klein scherm met een aanraakinterface. We kunnen dus niet alle videobeelden tegelijk tonen en moeten het gemakkelijker maken om tussen verschillende camera's over te schakelen." Het Kortrijkse Sweet Mustard is daarvoor een Android-app aan het ontwikkelen, waarvan een eerste proof-of-concept verwacht wordt tegen eind 2023.

Orange Belgium heeft in zijn 5G Lab in Antwerpen al een eerste test met een 5G SA-compatibele tablet gedaan en kon al bevestigen dat het mobiele netwerk voldoende bandbreedte heeft om de gewenste beeldkwaliteit te bieden. "Wanneer de app klaar is, testen we dat met een privéverbinding naar het Delta Ziekenhuis van de Chirec-groep", zegt Van Aken. Omdat 5G standalone nog niet in het hele land uitgerold is, moet er voor het proefproject een locatie uitgekozen worden waar 5G SA geactiveerd kan worden op de antenne waarmee het mobiele toestel van de chirurg verbindt. "Voor grootschalig gebruik van de toepassing zou 5G SA in het hele land moeten geactiveerd worden. Pas dan kunnen we een chirurg ook laten meevolgen als die bijvoorbeeld op weekend in de Ardennen is."

In een tweede fase van het project zullen de partners onderzoeken of het mogelijk is om op termijn ook chirurgische robots over een 5G-verbinding aan te sturen. Dat zou ziekenhuizen toelaten om voor een kritisch deel van een operatie een externe chirurg op afstand te laten opereren. "Uiteraard stelt dat nog veel strengere eisen aan de latency", geeft Kimpe aan. Voor die uitwerking wordt samengewerkt met de KU Leuven, die een testlabo voor robotchirurgie met een gesimuleerde 5G-omgeving heeft. "We zullen die test dan ook over een echte 5G-verbinding laten verlopen", besluit Van Aken.

Constructieve samenwerking

De eerste 5G-samenwerking tussen Barco en Orange Belgium verliep heel vlot, volgens Tom Kimpe: "We hebben tijdens het hele project vlot en constructief kunnen samenwerken. Orange heeft ons uitgenodigd in het Antwerps 5G Lab om de werking van 5G standalone te tonen en heeft ons samen met Sweet Mustard een training gegeven over het correcte gebruik van 5G en hoe slices werken. Wij hebben op onze beurt Orange ook uitgenodigd in onze testruimte om te demonstreren hoe de communicatie tussen een externe expert en een operatiekamer binnen NexxisLive werkt. Het feit dat Orange Belgium focust op het opleveren van een end-to-endoplossing is voor ons een grote toegevoegde waarde. Zo brengen ze niet alleen hun expertise over het mobiele netwerk binnen, maar leveren ze ook het beveiligingsontwerp.”