Telerobotický systém pomáhá chirurgům léčit mozkové příhody na dálku

Nový telerobotický systém vyvinutý inženýry z Massachusettského technologického institutu (MIT) umožňuje chirurgům léčit pacienty trpící mozkovou příhodou nebo aneuryzmatem na dálku. Systém využívá joystick, který chirurgové mohou použít v nemocnici k ovládání robotické paže na jiném místě. To umožňuje jim operovat na pacientech během kritického časového okna potřebného k zachování mozkové funkce a záchraně životů.

Výzkum byl zveřejněn v Science Robotics.

Pohyb robotického systému je ovládán pomocí magnetů a byl navržen k vzdálené asistenci při endovaskulární intervenci. Tyto intervence tradičně vyžadují, aby chirurgové manuálně navigovali tenký drát k krevní sraženině, aby fyzicky odstranili blokaci nebo aplikovali léky.

Jedním z problémů tohoto přístupu je, že neurovaskulární chirurgové jsou obvykle umístěni v velkých zdravotnických institucích, což ztěžuje jejich operace v odlehlých oblastech, když je to potřeba.

Povolení vzdálené operace

Podle týmu z MIT by tento robotický systém mohl být nainstalován v menších nemocnicích a umožnit školeným chirurgům vzdáleně jej ovládat z větších zdravotnických institucí. Systém má lékařskou robotickou paži s magnetem připojeným k jejímu zápěstí. Joystick a živé zobrazování umožňuje operátorovi upravit orientaci magnetu a manipulovat robotickou paží, aby navigoval tenký magnetický drát skrz tepny a cévy.

V testovací fázi, která zahrnuje transparentní model s cévami imitujícími mozkové tepny, mohli neurochirurgové vzdáleně ovládat robotickou paži, aby navigovali drát do cílových míst. Stačilo jim pouze jedna hodina školení, aby toho dosáhli.

Xuanhe Zhao je profesorem mechanického inženýrství a stavebního inženýrství na MIT.

“Představujeme si, že místo transportu pacienta z venkovské oblasti do velkého města, mohli by jít do místní nemocnice, kde by zdravotní sestry mohly nastavit tento systém. Neurochirurg v velkém zdravotnickém centru by mohl sledovat živé zobrazování pacienta a použít robota k operaci v tomto zlatém hodině. To je naše budoucí sen,” říká Zhao.

Robotické systémy jsou stále více zkoumány jako asistenční technologie při endovaskulární chirurgii.

Yoonho Kim je hlavní autor výzkumu.

“Ale mít robota, který se kroutí se stejnou úrovní sofistikovanosti jako chirurg, je obtížné,” říká Kim. “Náš systém je založen na fundamentálně odlišném mechanismu.”

Testování systému

Robotický systém byl testován v katheterizační laboratoři MGH, která je operačním sálem používaným při endovaskulárních postupech. Systém byl nainstalován spolu s životně velkým silikonovým modelem krevních cév. Joystick byl nastaven s monitorem zobrazujícím živé video modelu, které operátor mohl sledovat, zatímco používal joystick k vzdálené navigaci drátu.

Tým použil systém k odstranění simulovaných krevních sraženin v těžko přístupných oblastech. Po navigaci drátu ke sraženině se chirurgové spoléhali na standardní endovaskulární metody k protažení mikrokatheteru podél drátu ke sraženině. Drát byl poté stažen.

“Hlavním účelem magnetického drátu je dostat se rychle a bezpečně do cílové lokace, aby standardní zařízení, jako jsou mikrokathetry, mohla být použita k aplikaci terapií,” říká Kim. “Náš systém je jako pathfinder.”

Kim doufá, že tento nový systém pomůže pacientům dostat léčbu během kritických časových období. Věří také, že může prospět chirurgům, kteří provádějí další vaskulární postupy, zatímco jsou vystaveni záření z rentgenového zobrazování.

“Neurochirurgové mohou operovat robota v jiné místnosti nebo dokonce v jiném městě, aniž by byli vystaveni opakovanému záření z rentgenového zobrazování,” říká Zhao. “Jsme skutečně nadšeni z potenciálního dopadu této technologie na globální zdraví, protože mozková příhoda je jednou z hlavních příčin smrti a dlouhodobé invalidity.”

Dalšími autory výzkumu byli Emily Genevriere a Jaehun Choe z MIT, stejně jako Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw a Amal Patel z Massachusettské generální nemocnice (MGH). Marcin Balicki z Philips Research North America se také zúčastnil.