Ny navigationsteknik använd på människa för första gången

Ny navigationsteknik använd på människa för första gången

Chalmers Ventures portföljbolag Navari Surgical har utvecklat en teknik som ska hjälpa kirurger att se tumörer och andra kritiska strukturer som är dolda under organets yta. Nu har tekniken för första gången använts vid en operation på människa vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset, en viktig milstolpe för bolaget på vägen mot klinisk användning.

Vid cancerkirurgi måste kirurger navigera runt tumörer, blodkärl och andra känsliga strukturer som inte syns på organets yta. Navari Surgical har utvecklat ett system som med förstärkt verklighet, augmented reality, kopplar patientens unika tredimensionella anatomi till det aktuella operationsfältet och ger kirurgen kontinuerlig vägledning.

Den första operationen genomfördes i juni på Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Systemet kunde användas enligt plan, arbetsflödet fungerade väl och patienten kunde lämna sjukhuset dagen efter operationen.

”Att se tekniken användas på människa för första gången är otroligt stort för oss. Det är ett kvitto på flera års hårt arbete, men framför allt början på nästa fas. Potentialen i vår teknik går långt bortom enbart leverkirurgi. Vår vision är att ge kirurger ett helt nytt sätt att se och navigera i anatomin under pågående operation och på sikt göra avancerad navigation till en självklar del av modern kirurgi”, säger Axel Blomé, tf vd för Navari Surgical.

Tekniken har utvecklats ur ett långsiktigt samarbete mellan kliniker vid Sahlgrenska Universitetssjukhuset, och forskare vid Chalmers tekniska högskola samt Göteborgs universitet. För att ta tekniken vidare från forskning till medicinteknisk produkt bildades Navari Surgical.

”Cancerkirurgi är ett område med ett stort behov av bättre verktyg. Navari adresserar ett konkret problem som kirurger världen över brottas med dagligen, och att tekniken nu har visat sig fungera på människa är en viktig milstolpe. Att stötta Navari på resan mot att göra verklig skillnad för både kirurger och patienter ligger väl i linje med vårt uppdrag”, säger Jonas Bergman, Investment Director, Chalmers Ventures.

En GPS för kirurgen

Vid en operation förändras organets form och position. Det innebär att tredimensionella bilder som tagits före ingreppet snabbt kan bli mindre tillförlitliga. Om kirurgen behöver en ny bild med ultraljud måste operationen normalt avbrytas tillfälligt.

Navari Surgicals teknik kopplar i stället patientens unika tredimensionella anatomi till det aktuella operationsfältet. Med hjälp av förstärkt verklighet kan tumörer, kärl och andra anatomiska strukturer under organets yta visualiseras i relation till kirurgens kamerabild. Informationen uppdateras kontinuerligt när kameran byter position.

”Man kan likna det vid en GPS i organet. I stället för att bara ha en karta inför operationen får vi kontinuerlig vägledning utifrån den aktuella kameravinkeln”, säger Niclas Kvarnström, transplantationskirurg och verksamhetschef för Transplantationscentrum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset.

Inför operationen placerar kirurgen en liten markör med en QR-kod i operationsområdet. Så länge kameran kan se markören kan systemet visa var tumören eller andra viktiga strukturer finns på djupet.

Systemet innehåller även AI-stödda beräkningar som visar operationsverktygens position i förhållande till tumören. En kompletterande tredimensionell vy kan samtidigt ge kirurgen perspektiv på anatomin som inte går att se genom en vanlig laparoskopisk kamera.

Navari Surgicals ambition är att gå från visualisering av anatomin till en bredare plattform för kontinuerlig kirurgisk navigation.

Från kliniskt behov till bolag

Arbetet bakom tekniken inleddes för omkring tio år sedan efter invigningen av Bild- och interventionscentrum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset. Kirurgerna Niclas Kvarnström och Mårten Falkenberg startade då ett samarbete med forskarna Torbjörn Lundh och Klas Modin, professorer vid institutionen för matematiska vetenskaper, Chalmers och Göteborgs universitet.

Fokus var hur bilddiagnostik kunde bidra till utvecklingen av minimalinvasiv kirurgi, bland annat inom lever- och tumörkirurgi. Forskarna studerade hur leverns yta kunde användas som referens för att orientera djupare anatomiska strukturer och utvecklade ett arbetsflöde för bildstöd under pågående operation.

Arbetet resulterade i vetenskapliga publikationer och flera examensarbeten vid Chalmers. För att utveckla tekniken vidare till en medicinteknisk produkt bildades senare Navari Surgical.

”Detta är ett jättefint exempel på behovsbaserad forskning som inte utgår från det vi suttit i fred och tänkt ut på Chalmers, utan som i stället har sin bas i ett riktigt behov från operationsrummet. Klas och jag har tillsammans med våra exjobbare använt och utvecklat den matematik som behövs för att svara på behovet, att kunna se var tumören ligger dold”, säger Torbjörn Lundh.

Projektet har finansierats av bland andra Vinnova, Chalmers Ventures och privata investerare. Västra Götalandsregionen har bidragit med avtals- och innovationsstöd.

För Chalmers Ventures är Navari ett exempel på hur forskningsbaserad teknik kan utvecklas vidare genom bolagsbyggande, investering, produktutveckling och klinisk validering.

Nästa steg: fler operationer och klinisk validering

Vägen fram till den första operationen på människa har omfattat flera års teknisk utveckling, prekliniska studier och tester av systemet i olika scenarier.

Under hösten ska tekniken användas vid ytterligare operationer. Parallellt fortsätter arbetet med klinisk validering, produktutveckling, kvalitetssystem och den regulatoriska processen mot ett marknadsgodkännande.

På längre sikt planeras en större internationell studie. Navari Surgical för redan dialog med bland andra interventionscentrum vid Oslo universitetssjukhus. Studien kommer fortsatt att fokusera på leverkirurgi, men tekniken kan på sikt få fler användningsområden.

”Den här tekniken kan användas vid många standardingrepp, för tumörer i andra organ eller för att hålla koll på vissa anatomiska strukturer. Vi börjar i leverkirurgin, men tekniken kan på sikt få betydligt bredare användning”, säger Niclas Kvarnström, transplantationskirurg och verksamhetschef för transplantationscentrum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och forskare på Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet.

Om Navari Surgical

Navari Surgical utvecklar teknik för kontinuerlig kirurgisk navigation. Genom att kombinera patientunik tredimensionell anatomi, förstärkt verklighet och AI-stödda beräkningar ska systemet hjälpa kirurger att se tumörer och andra anatomiska strukturer som är dolda under organets yta. Den första kliniska tillämpningen är leverkirurgi.

Kontakt:

Jonas Bergman, Investment Director, Chalmers Ventures
+46 704-184338, jonas.bergman@chalmersventures.com

Axel Blomé, Acting CEO, COO and Co-founder, Navari Surgical
+46 736 3333 84, axel@navarisurgical.com

Torbjörn Lundh, professor vid institutionen för matematiska vetenskaper vid Chalmers och Göteborgs universitet, 031-772 35 03, torbjorn.lundh@chalmers.se

Niclas Kvarnström, transplantationskirurg och verksamhetschef för transplantationscentrum på Sahlgrenska Universitetssjukhuset och forskare på Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet, Presstjänsten, Sahlgrenska Universitetssjukhuset: Tel: 031-342 96 00, press.su@vgregion.se

________
In English:

Surgical navigation technology used in patient for first time

Chalmers Ventures portfolio company Navari Surgical has developed a technology designed to help surgeons see tumours and other critical structures hidden beneath the surface of an organ. The technology has now been used in a patient for the first time during surgery at Sahlgrenska University Hospital, marking an important milestone for the company on its path towards clinical use.

During cancer surgery, surgeons need to navigate around tumours, blood vessels and other sensitive structures that are not visible on the surface of the organ. Navari Surgical has developed a system that uses augmented reality to link a patient’s unique three-dimensional anatomy to the surgical field, providing the surgeon with continuous guidance.

The first procedure was performed in June at Sahlgrenska University Hospital. The system was used as planned, the workflow functioned well, and the patient was able to leave the hospital the day after surgery.

“Seeing the technology used in a patient for the first time is an incredible milestone for us. It is a testament to several years of hard work, but above all, it marks the beginning of the next phase. The potential of our technology extends far beyond liver surgery. Our vision is to give surgeons an entirely new way to see and navigate anatomy during surgery and, over time, make advanced navigation a natural part of modern surgery,” says Axel Blomé, Acting CEO of Navari Surgical.

The technology has emerged from a long-term collaboration between clinicians at Sahlgrenska University Hospital and researchers at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg. Navari Surgical was established to take the technology from research to a medical device.

“Cancer surgery is an area with a significant need for better tools. Navari addresses a concrete problem that surgeons around the world face every day, and the fact that the technology has now been shown to work in a patient is an important milestone. Supporting Navari on its journey towards making a real difference for both surgeons and patients is closely aligned with our mission,” says Jonas Bergman, Investment Director at Chalmers Ventures.

A GPS for the surgeon

During surgery, an organ’s shape and position change. This means that three-dimensional images captured before the procedure can quickly become less reliable. If the surgeon needs a new ultrasound image, the procedure normally has to be temporarily paused.

Instead, Navari Surgical’s technology links the patient’s unique three-dimensional anatomy to the current surgical field. Using augmented reality, tumours, blood vessels and other anatomical structures beneath the organ’s surface can be visualised in relation to the surgeon’s camera view. The information is continuously updated as the camera changes position.

“You could compare it to having a GPS inside the organ. Instead of only having a map before surgery, we get continuous guidance based on the current camera angle,” says Niclas Kvarnström, transplant surgeon and Head of the Transplantation Centre at Sahlgrenska University Hospital.

Before surgery, the surgeon places a small marker with a QR code in the surgical area. As long as the camera can see the marker, the system can show where the tumour or other important structures are located beneath the surface.

The system also includes AI-supported calculations that show the position of the surgical instruments in relation to the tumour. At the same time, an additional three-dimensional view can give the surgeon perspectives on the anatomy that cannot be seen through a conventional laparoscopic camera.

Navari Surgical’s ambition is to move from visualising anatomy towards a broader platform for continuous surgical navigation.

From clinical need to company

The work behind the technology began around ten years ago, following the opening of the Image and Intervention Centre at Sahlgrenska University Hospital. Surgeons Niclas Kvarnström and Mårten Falkenberg initiated a collaboration with researchers Torbjörn Lundh and Klas Modin, professors at the Department of Mathematical Sciences at Chalmers University of Technology and the University of Gothenburg.

The focus was on how medical imaging could contribute to the development of minimally invasive surgery, including liver and tumour surgery. The researchers studied how the surface of the liver could be used as a reference point for locating deeper anatomical structures and developed a workflow for image guidance during surgery.

The work resulted in scientific publications and several Master’s theses at Chalmers. Navari Surgical was later established to further develop the technology into a medical device.

“This is a great example of needs-driven research that did not originate from something we developed in isolation at Chalmers, but instead has its foundations in a real need from the operating room. Together with our Master’s students, Klas and I have applied and developed the mathematics needed to address that need: being able to see where the tumour is hidden,” says Torbjörn Lundh.

The project has received funding from Vinnova, Chalmers Ventures and private investors, among others. Region Västra Götaland has provided contractual and innovation support.

For Chalmers Ventures, Navari is an example of how research-based technology can be further developed through venture building, investment, product development and clinical validation.

Next step: more procedures and clinical validation

The journey towards the first procedure in a patient has involved several years of technical development, preclinical studies and testing of the system in different scenarios.

During the autumn, the technology will be used in additional procedures. In parallel, work will continue on clinical validation, product development, quality systems and the regulatory process towards market approval.

In the longer term, a larger international study is planned. Navari Surgical is already in discussions with, among others, the intervention centre at Oslo University Hospital. The study will continue to focus on liver surgery, but the technology could have additional applications over time.

“This technology can be used in many standard procedures, for tumours in other organs or to keep track of specific anatomical structures. We are starting with liver surgery, but over time the technology could have much broader applications,” says Niclas Kvarnström, transplant surgeon and Head of the Transplantation Centre at Sahlgrenska University Hospital and researcher at Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg.

About Navari Surgical

Navari Surgical develops technology for continuous surgical navigation. By combining patient-specific three-dimensional anatomy, augmented reality and AI-supported calculations, the system is designed to help surgeons see tumours and other anatomical structures hidden beneath the surface of an organ. Its first clinical application is liver surgery.