Etäohjattu robottiavusteinen järjestelmä auttaa kirurgeja hoitamaan aivoverenkierron häiriöitä etäältä

Massachusettsin teknillisen korkeakoulun (MIT) insinöörit ovat kehittäneet uuden etäohjattavan robottiavusteisen järjestelmän, joka mahdollistaa kirurgien etähoitamisen aivoverenkierron häiriöistä tai aneurysmista kärsiville potilaille. Järjestelmä käyttää säätöuraa, jonka kirurgit voivat käyttää sairaalassa ohjaamaan robottikättä toisessa sijainnissa. Tämä mahdollistaa heidän toimintansa potilaiden kanssa kriittisellä ajalla, jotta aivotoimintoja voidaan säilyttää ja elämän voisi pelastaa.

Tutkimus on julkaistu Science Robotics-julkaisussa.

Robottiavusteisen järjestelmän liike on ohjattavissa magneeteilla ja se on suunniteltu etäavuksi endovaskulaarisen intervention avuksi. Nämä interventionit vaativat yleensä kirurgilta ohjausta ohuen langan avulla verihyytymään, jotta tukkeutuneisuus voidaan poistaa tai lääkkeitä voidaan toimittaa.

Yksi ongelmista tässä lähestymistavassa on, että neurovaskulaariset kirurgit ovat yleensä suurten lääketieteellisten laitosten sijaintipaikkakunnilla, mikä tekee heidän toimintansa vaikeaksi etäalueilla, kun sitä tarvitaan.

Etäohjauksen mahdollistaminen

MIT-tiimin mukaan tämä robottiavusteinen järjestelmä voidaan asentaa pienempiin sairaaloihin ja mahdollistaa koulutettujen kirurgien etäohjaus suuremmista lääketieteellisistä laitoksista. Järjestelmässä on lääketieteellinen robottikäsi, jossa on magneetti ranteessa. Säätöura ja live-kuvan avulla operaattori voi säätää magneetin asentoa ja ohjata robottikättä ohuen magneettisen langan avulla verisuonten ja verisuonien läpi.

Testivaiheessa, jossa käytetään läpinäkyvää mallia, jossa on verisuonia, jotka jäljittelevät aivoverisuonia, neurokirurgit voivat etäohjata robottikättä ohuen langan avulla kohdesijaintiin. He saavuttivat tämän vain yhden tunnin koulutuksella.

Xuanhe Zhao on MIT:n mekaniikan ja siviili- ja ympäristötekniikan professori.

”Me kuvittelemme, että potilas ei tarvitse kuljettaa maaseudulta suurelle kaupungille, vaan hän voi mennä paikallissairaalaan, jossa sairaanhoitajat voivat asettaa tämän järjestelmän. Neurokirurgi suurella lääketieteellisellä keskuksella voi seurata potilaan live-kuvaa ja käyttää robottia toiminnassa tässä kultaisessa tunnissa. Tämä on meidän tulevan unelma”, Zhao sanoo.

Robottiavusteisia järjestelmiä tutkitaan yhä enenevissä määrin apuvälineinä endovaskulaarisessa kirurgiassa.

Yoonho Kim on tutkimuksen pääkirjoittaja.

”Mutta saada robotti kiertämään samalla tasolla kuin kirurgi on haastavaa”, Kim sanoo. ”Meidän järjestelmä perustuu perustavasti erilaiseen mekanismiin.”

Järjestelmän testaaminen

Robottiavusteinen järjestelmä testattiin MGH:n katettilaboratoriossa, joka on leikkaussali, jota käytetään endovaskulaarisissa menetelmissä. Järjestelmä asennettiin yhdessä elämänkokoon nähden olevan silikonimallin verisuonista. Säätöura asetettiin yhdessä näytön kanssa, jossa näkyi live-video mallista, jonka avulla operaattori voi seurata ja ohjata langan etäältä.

Tiimi käytti järjestelmää myös simuloitujen tukkeutumisten poistamiseen vaikeasti saatavissa olevissa alueissa. Ohjattuaan langan tukkeutumiseen, kirurgit käyttivät standardien endovaskulaaristen menetelmien mukaisia mikrokathetreja langan avulla tukkeutumisen sijaintiin. Langan vedettiin sitten takaisin.

”Magneettisen ohjauslangan pääasiallinen tarkoitus on päästä nopeasti ja turvallisesti kohdesijaintiin, jotta voidaan käyttää standardilaitteita, kuten mikrokathetreja, lääkeaineiden toimittamiseen”, Kim sanoo. ”Meidän järjestelmä on kuin polunetsijä.”

Kim toivoo, että tämä uusi järjestelmä auttaa potilaita saamaan hoitoa kriittisillä aikajaksoilla. Hän uskoo myös, että se voi hyödyttää kirurgeja, jotka suorittavat muita vaskulaarisia toimenpiteitä ja altistuvat röntgensäteilylle.

”Neurokirurgit voivat ohjata robottia toisessa huoneessa tai jopa toisessa kaupungissa ilman toistuvaa altistumista röntgensäteille”, Zhao sanoo. ”Olemme todella innoissamme tämän teknologian mahdollisista vaikutuksista maailman terveyteen, koska aivoverenkierron häiriöt ovat yksi kuoleman ja pitkäaikaisen invaliditeetin johtavista syistä.”

Muiden tutkimuksen tekijöiden joukossa olivat Emily Genevriere ja Jaehun Choe MIT:stä, sekä Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw ja Amal Patel Massachusettsin yleissairaalan (MGH) henkilöstöstä. Marcin Balicki osallistui myös Philipsin tutkimuslaitoksesta Pohjois-Amerikasta.