#6 Kleine magneten voor specialistische medische operaties

Specialistische medische operaties overal ter wereld mogelijk maken. Dat is wat Christoff Heunis met zijn start-up Flux Robotics wil realiseren. Tijdens zijn promotieonderzoek ontwierp hij  een systeem waarmee chirurgen een hartkatheter kunnen plaatsen met behulp van magneten. Volgende week neemt het bedrijf deel aan het internationale start-up event Slush, in Helsinki. 

Heunis startte zijn missie vanwege een persoonlijke ervaring. Hij was twintig en studeerde Mechatronic Engineering in Stellenbosch, Zuid-Afrika. De moeder van een van zijn beste vrienden had een beroerte gehad. “Een ongewone soort van beroerte. In het hele continent waren er maar twee of drie neurochirurgen die haar konden helpen. Een intens moment. Ze was een tweede moeder voor me.”

Productiviteit verbeteren

De onderzoeker herinnert zich de impact die het op hem had. “Ook was ik stomverbaasd over de enorme kloof tussen de beschikbaarheid van specialisten en degenen die geholpen kunnen worden. Op dat moment besloot ik daaraan te willen werken.” Heunis koos biomedische techniek als zijn masterstudie. Tijdens zijn studie werkte hij aan technologie die kan helpen bij de revalidatie van patiënten met een beroerte. 

Omdat de mogelijkheden voor biomedische ingenieurs in Zuid-Afrika nog in de minderheid zijn, besloot Heunis te zoeken naar universiteiten in Europa. Hij koos voor de Universiteit Twente, waar hij in 2017 aan zijn promotieonderzoek begon. “Mijn taak was een manier te vinden om de productiviteit van cardiovasculaire chirurgen te verbeteren met innovatieve medische technologie.”

Moeilijker voor de chirurg

Als eerste stap observeerde Heunis wat er in de operatiekamer gebeurt. “We gingen naar het lokale ziekenhuis zonder enig product, zonder enig idee. Hoewel ons lab veel verschillende chirurgische technologieën onderzocht, wilde ik een onbevooroordeelde benadering. Ik zat in de operatiekamer in operatiekleding en handschoenen en maakte aantekeningen.”

Nauwkeurig noteerde Heunis elke beweging en actie van de chirurg. Een aantal zaken viel hem op. “Er worden enorm veel röntgenfoto’s gemaakt om de geleidingsdraden en katheters in het lichaam zichtbaar te maken. We zouden dat kunnen verminderen omdat er buitensporig veel opnames worden gemaakt. Je staat bloot aan ioniserende straling. Daardoor kun je, op termijn, kanker krijgen. Ik keek ook naar de tijd die de chirurg nodig heeft om te communiceren met de verpleegster om hem een bepaald instrument te brengen.”

Het onderzoeksonderwerp werd de minimaal invasive chirurgische ingreep. “Voor een hartoperatie zijn er twee keuzes. Een open-hartoperatie waarbij de chirurg de gehele borst openmaakt. Daarbij verliest de patiënt veel bloed, is er kans op infectie en er is een lange revalidatietijd. Minimale invasieve chirurgie is de andere keuze. Daarbij gebruikt de chirurg dunne en flexibele instrumenten om via een kleine incisie dezelfde operatie te doen zonder de borst te openen. Beter voor de patiënt, moeilijker voor de chirurg.”

Sub-milimeterniveau

“Dat is waar het fenomeen magnetische chirurgie volgde.” Heunis bouwde de Advanced Robotics for Magnetic Manipulation (ARMM). Hij ontwikkelde een ARMM-systeem om te testen wat het effect is om met magneten de voerdraden te navigeren. Aan het eind van de voerdraad zit een kleine magneet. "Die draad is heel flexibel. Met een magneet buiten het lichaam van de patiënt beweeg je de binnenste magneet. Zo beweegt de chirurg de geleidingsdraad naar de juiste plaats."

In een haalbaarheidsstudie op zogenoemde silicone fantomen, een representatie van het menselijk lichaam en in dierlijk weefsel toonden Heunis en zijn team aan dat magnetische besturing van instrumenten op sub-millimeterniveau en in de meest moeilijk bochten mogelijk is, gaat Heunis verder. “Het is ook een manier om het aantal benodigde röntgenfoto’s significant te verminderen.”

Heunis was eigenlijk niet van plan zijn idee op de markt te brengen. Tot twee weken voor de verdediging van zijn proefschrift. Hij en andere onderzoekers van de Universiteit Twente demonstreerden hun projecten aan chirurgen van Medisch Spectrum Twente, UMCG, en Meander Medisch Centrum Amersfoort.

Zelf de leiding nemen

“Ik herinner me duidelijk dat een van de chirurgen achterbleef toen de rest naar de volgende tafel ging. Hij keek naar het systeem en vroeg: 'Waarom gebruik ik dit niet? Waarom is dit niet al in het ziekenhuis?' Het was een die kleine momenten in mijn leven die mijn perspectief volledig kan veranderde. Het zette me aan het denken en ik stelde mij dezelfde vraag. Ik wist dat als ik er zeker van wilde zijn dat deze technologie in de operatiekamer zou worden gebruikt, ik zelf de leiding moest nemen.”

Vanaf dat moment ging het snel. Heunis meldde zich aan voor START Bootcamp van Novel-T. Waar hij van een onderzoeker naar een ondernemer werd gecoacht. “Ik zou niet zeggen dat het moeilijk is, maar het vereist veel focus. Je moet je ‘mindset’ veranderen. Als onderzoeker praat ik graag over de technologie die ik maak, maar als ondernemer moet ik het hebben over waarom ik het doe.”

Ook meldde Heunis zich aan voor de UT Challenge in de categorie start-up idee. “Ik wilde weten of mijn idee levensvatbaar was of niet.” Hij won. Een artikel in Tubantia volgde de dag erna. “Dat bracht de bal echt aan het rollen. Alles ging zo snel.” Flux Robotics kreeg een subsidie van NWO toegekend en een startsubsidie voor de valorisatie van de technologie.

Naar de markt

Daarmee kon Heunis zijn eerste medewerker aannemen. Ook gebruikte hij de financiering om een minimum viable product te ontwikkelen. In zes maanden stond er een mobiel systeem dat chirurgen van MST op fantomen testten. Daar ontving hij een pioniers in health care voucher van de universiteit voor.

De experimenten hadden positieve resultaten: de operatietijd was korter dan bij de standaard behandeling en het plaatsen van katheters was toegankelijker voor de chirurg om te doen. “We zijn nu klaar voor de volgende stap: klinische testen.”

Wanneer het systeem op de markt komt, moet Heunis nog ontdekken. “Dat is afhankelijk van welke regelgeving we volgen. Kiezen we voor Amerikaanse certificering of Europese? De Amerikaanse is op dit moment voorspelbaarder. Hoe dan ook, binnen drie jaar moet het mogelijk zijn dat een chirurg het systeem in de operatiekamer gebruikt.”

Slush

Flux Robotics nam vorig jaar november ook deel aan het Finse Slush. “Toen stond er nog helemaal geen systeem.” Hij sprak met veel mensen over problemen waar zij tegenaan lopen, wat hun uitdagingen zijn en wat ze deden om die uitdagingen aan te gaan. “Ik nam al die ervaringen mee in mijn eigen proces.”

Dit jaar reist Heunis weer mee naar Helsinki. "Om anderen te vertellen over onze ervaringen tot nu toe. En daarmee iets terug te doen." Flux Robotics maakt deel uit van een delegatie van de vier Nederlandse technische universiteiten. "Van de meeste andere startups heb ik nog nooit gehoord. We gaan er samen heen. Deel uitmaken van een groep is essentieel voor groei op zowel de korte als op de lange termijn. Het is een geweldige manier om relaties op te bouwen met andere professionals die je misschien kunnen helpen, of die zelfs met je samenwerken."

Terug naar zijn missie. “Met dit systeem laten we zien dat een intelligent robotsysteem in de operatiekamer chirurgen, die niet noodzakelijkerwijs gespecialiseerd zijn in bijvoorbeeld vaatchirurgie, de mogelijkheid kan geven om een zeer complexe operatie uit te voeren. Mijn langetermijnvisie is dan ook om zulke technologieën toegankelijk en betaalbaar te maken voor ziekenhuizen. Niet alleen in Europa, maar over de hele wereld. Dan geef je anderen de kans om hun vaardigheden te verbeteren, zodat je niet iemand uit Noord-Afrika hoeft te bellen voor een operatie in Zuid-Afrika.”