− Vår styrka är att vi snabbare än alla andra kan ta fram en simulator som skapar känselintryck som motsvarar hur det är att använda ett medicinskt instrument, säger Tommy Forsell, vd på Sensegraphics.

Med en simulator kan läkare träna sig på ett instrumentet innan de kör skarpt. Likaså kan simulatorn exempelvis användas för att demonstrera utrustningen för intresserade köpare.

Tidigare i år fick amerikanska Neocord sitt nylanserade verktyg, DS1000, godkänt för den europeiska marknaden. Verktyget används för att reparera hjärtklaffar som tappat sitt muskelfäste. Med verktyget ska läkaren fånga upp den fladdrande klaffen samtidigt som hjärtat slår och sedan sy fast den. Allt detta gör läkaren enbart guidad av ultraljud.

− Svårigheterna är att tyda ultraljudet, så att man vet var man befinner sig i hjärtat, och att tajma så att klaffen verkligen fångas. För att klara det behöver läkarna öva sin fingerfärdighet, säger Daniel Evestedt, utvecklingsansvarig på Sensegraphics.

Det är just därför som Sensegraphics just nu bygger en ny simulator för hela proceduren.

Fakta Sensegraphics grundades 2004. Företaget har drygt tio anställda, hälften sitter i Kista och övriga sitter utspridda i Europa. Tommy Forsell och Daniel Evestedt äger 50 procent vardera i företaget, som har över 200 kunder i 35 länder. Genom åren har företaget byggt upp ett starkt nätverk med universitet världen över. Bara i England har man kontakt med 25 universitet.

Företagets kärnkompetens är en mjukvaruplattform, kallad H3D API, som binder samman haptiken, fysiken och 3D-grafiken i en simulator.

Plattformen är hårdvaruoberoende och kommer som öppen källkod. Den är alltså fri för alla att använda så länge källkoden hålls öppen. Vill någon sälja sin färdiga produkt utan att lämna källkoden öppen går det bra att köpa en kommersiell licens.

− Vi har ett tungt universitetsspår som jobbar med forskning. För dem är det väldigt bra att det är öppen källkod, säger Tommy Forsell.

Sensegraphics utgår från samma API-bas som andra erbjuds, men genom åren har företaget utvecklat den mot medicinska tillämpningar. Det är inom den nischen man säljer sina tjänster i form av skräddarsydda simulatorer.

Den stora utmaningen i simulatorbyggandet är att skapa en känselillusion som är tillräckligt bra.

− Haptiken är mycket mer utmanande än grafiken. För att skapa en visuell upplevelse kanske man måste uppdatera 30 gånger per sekund. För känselsinnet måste man uppdatera kraften 1 000 gånger per sekund. Rent beräkningsmässigt är det en utmaning, förklarar Daniel Evestedt.

Sensegraphics mjukvara arbetar direkt med hårdvaran. Kommunikationen går i stort till så att mjukvaran skickar en kraft till hårdvaran som den renderar. Därefter skickar hårdvara tillbaka en position varvid en ny kraft beräknas utifrån den nya positionen.

I medicinska tillämpningar handlar det vanligtvis om att användaren, exempelvis en kirurg, känner något via ett instrument. Det är som att trycka med en penna mot ett hårt eller mjuk underlag och inte som att vidröra med handen.

Simulatorproben, som motsvarar instrumentet i verkligheten, sitter på en robotarm som styrs med små snabba stegmotorer. Probens position beräknas i realtid genom att vinklarna på robotarmen beräknas.

För att skapa korrekt känsla i återkopplingen samarbetar Sensegraphics tajt med andra mjukvaruutvecklare, specialiserade enbart på att göra fysiska simuleringar.

Idag finns det ganska många olika API:er som är utvecklade för att illustrera hur hårda saker reagerar i den virtuella världen – vanligtvis är de utvecklade för spel. För mjuka vävnader finns inte lika mycket.

− Hur rör sig exempelvis en lever om man trycker på den med en kraft? Hur reagerar den virtuella världen som man stoppar in levern i? Det är simuleringar vi måste ha tillgång till och som vår programvara binder samman på ett enkelt sätt.

För detta arbetar Sensegra­phics nära ett ännu icke namngivet franskt företag som är expert på just fysiken för mjuka vävnader.

− Vi tar hjälp av dem i avancerade medicinska simuleringar. Vi anger exempelvis hur en lever ska kännas, vilken hårdhet den ska ha och hur den ska uppföra sig. Men för att sätta alla parametrar rätt måste vi ha hjälp av medicinsk kunnig personal, där kommer de in.

Under de senaste två åren har proppen gått ur och allt fler medicinteknikföretag börjat utveckla simulatorer till sina instrument (se artikel föregående uppslag).

Brittiska Medaphor – som erbjuder professionell ultraljudsutbildning – är ett. Företaget har tagit hjälp av Sensegraphics i sitt arbete med att ta fram träningsredskap för gynekologisk ultraljudsundersökning, både för att titta via magen och vaginalt.

I Uppsala, vid centrum för bildanalys, pågår just nu ett forskningsprojekt kring käkkirurgi.

Om en käke krossas måste en kirurg pussla ihop de olika bitarna korrekt – ett tidsödande och svårt arbete. Tanken är att i framtiden kunna underlätta arbetet genom att skanna in den krossade käken innan operationen. Då skulle läkaren kunna bygga upp käken virtuellt som en förberedelse inför operationen.

− Här används haptiken när läkaren pusslar. Läkaren känner i simulatorn om olika bitar kan pusslas samman och hur de enklast sätts ihop, säger Daniel Evestedt.

Läkaren kan också få hjälp genom att låta krafterna som genereras i simulatorn dra in pusselbitarna på det sätt som de bäst passar, enligt några utarbetade algoritmer. På så sätt ”visualiserar” man för känselsinnet hur pusselbitarna ska kombineras.

− Läkarna är väldigt positiva till detta forskningsprojekt, säger Tommy Forsell.