Teleroboottijärjestelmä auttaa kirurgeja etähoidossa aivohalvauksia

Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) insinöörien kehittämä uusi teleroboottinen järjestelmä mahdollistaa kirurgien etähoidon aivohalvauksesta tai aneurysmasta kärsiviä potilaita. Järjestelmä käyttää ohjaussauvaa, jota kirurgit voivat käyttää sairaalassa ohjaamaan robottikättä toisessa paikassa. Näin he voivat leikata potilaita kriittisenä aikaikkunana, joka tarvitaan aivojen toiminnan säilyttämiseen ja ihmishenkien pelastamiseen. 

Tutkimus julkaistiin Tiede-robotiikka.

Robottijärjestelmän liikettä ohjataan magneeteilla, ja se on suunniteltu auttamaan etäältä endovaskulaarisessa interventiossa. Nämä interventiot edellyttävät perinteisesti kirurgia ohjaamaan ohuen langan manuaalisesti verihyytymään tukosten poistamiseksi tai lääkkeiden antamiseksi. 

Yksi tämän lähestymistavan ongelmista on se, että neurovaskulaariset kirurgit työskentelevät yleensä suurissa lääketieteellisissä laitoksissa, mikä vaikeuttaa heidän toimintaansa tarvittaessa syrjäisillä alueilla. 

Etäkäytön käyttöönotto

MIT-tiimin mukaan tämä robottijärjestelmä voitaisiin asentaa pienempiin sairaaloihin ja antaa koulutetuille kirurgille mahdollisuuden ohjata sitä etänä suuremmista lääketieteellisistä laitoksista. Järjestelmässä on lääketieteellisen luokan robottikäsivarsi, jonka ranteeseen on kiinnitetty magneetti. Ohjaussauvan ja reaaliaikaisen kuvantamisen avulla käyttäjä voi säätää magneetin suuntaa ja manipuloida robottivartta ohjaamaan ohuen magneettilangan valtimoiden ja verisuonten läpi. 

Testausvaiheessa, joka sisältää läpinäkyvän mallin, jossa suonet replikoivat aivojen valtimoita, neurokirurgit voisivat ohjata robotin käsivartta etänä ohjatakseen langan kohdekohteisiin. Tämän saavuttamiseen tarvittiin vain yksi tunti harjoittelua. 

Xuanhe Zhao on konetekniikan sekä rakennus- ja ympäristötekniikan professori MIT:ssä. 

"Kuvittelemme, että potilaan kuljettamisen sijaan maaseudulta suureen kaupunkiin he voisivat mennä paikalliseen sairaalaan, jossa sairaanhoitajat voisivat perustaa tämän järjestelmän. Suuren lääketieteellisen keskuksen neurokirurgi voisi katsella potilaan suoraa kuvaa ja käyttää robottia toimimaan tuona kultaisena hetkenä. Se on tulevaisuuden unelmamme”, Zhao sanoo. 

Robottijärjestelmiä tutkitaan yhä enemmän endovaskulaarisen kirurgian aputekniikoina. 

Yoonho Kim on tutkimuksen johtava kirjoittaja.

"Mutta robotin kierre, jolla on sama kehittyneisyys [kuin kirurgi], on haastavaa", Kim sanoo. "Järjestelmämme perustuu täysin erilaiseen mekanismiin." 

Järjestelmän testaus 

Robottijärjestelmää testattiin MGH:n katetrilaboratoriossa, joka on endovaskulaarisissa toimenpiteissä käytettävä leikkaussali. Järjestelmä asennettiin luonnollisen kokoisen verisuonten silikonimallin kanssa. Ohjaussauva oli asetettu näytölle, joka näytti mallista suoraa videokuvaa, jota käyttäjä pystyi katsomaan samalla kun ohjasi ohjaussauvaa johtoa etänä. 

Tiimi käytti järjestelmää myös simuloitujen hyytymien poistamiseen vaikeapääsyisiltä alueilta. Ohjattuaan langan hyytymään, kirurgit luottivat sitten tavanomaisiin endovaskulaarisiin menetelmiin pujottaakseen mikrokatetrin lankaa pitkin hyytymiskohtaan. Sen jälkeen lanka vedettiin sisään. 

"Magneettisen ohjainlangan ensisijainen tarkoitus on päästä kohdepaikkaan nopeasti ja turvallisesti, jotta tavallisia laitteita, kuten mikrokatetria, voidaan käyttää terapeuttisten aineiden toimittamiseen", Kim sanoo. "Järjestelmämme on kuin polun löytäjä."

Kim toivoo, että tämä uusi järjestelmä auttaa potilaita saamaan hoitoa niinä kriittisinä aikoina. Hän uskoo myös, että siitä voi olla hyötyä kirurgeille, jotka suorittavat muita verisuonitoimenpiteitä altistuessaan röntgenkuvantamisen säteilylle. 

"Neurokirurgit voivat käyttää robottia toisessa huoneessa tai jopa toisessa kaupungissa ilman toistuvaa altistusta röntgensäteille", Zhao sanoo. "Olemme todella innoissamme tämän teknologian mahdollisista vaikutuksista maailmanlaajuiseen terveyteen, koska aivohalvaus on yksi johtavista kuolinsyistä ja pitkäaikaisista vammautumisista." 

Muita tutkimuksen kirjoittajia olivat Emily Genevriere ja Jaehun Choe MIT:stä sekä Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw ja Amal Patel Massachusetts General Hospitalissa (MGH). Marcin Balicki Philips Research North Americasta osallistui myös.