Suche
Mein Konto
Uudella tutkimuksella voi olla merkittäviä vaikutuksia minimaalisesti invasiiviseen robottiaivokirurgiaan
Varhaisessa tutkimuksessa testattiin uuden implantoitavan katetrin käyttöönottoa ja turvallisuutta kahdessa lampaassa sen potentiaalin määrittämiseksi aivojen sairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa. Jos alusta osoittautuu tehokkaaksi ja turvalliseksi ihmisten käyttöön, se voi yksinkertaistaa sairauksien diagnosointia ja hoitoa aivojen syvällä herkillä alueilla ja vähentää diagnoosiin ja hoitoon liittyviä riskejä. Se voisi auttaa kirurgeja katsomaan syvemmälle aivoihin diagnosoidakseen sairauksia, soveltaakseen hoitoja, kuten lääkkeitä ja laserablaatiota, tarkemmin kasvaimiin ja käyttää elektrodeja syvästimulaatioon...
Uudella tutkimuksella voi olla merkittäviä vaikutuksia minimaalisesti invasiiviseen robottiaivokirurgiaan
Varhaisessa tutkimuksessa testattiin uuden implantoitavan katetrin käyttöönottoa ja turvallisuutta kahdessa lampaassa sen potentiaalin määrittämiseksi aivojen sairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa.
Jos alusta osoittautuu tehokkaaksi ja turvalliseksi ihmisten käyttöön, se voi yksinkertaistaa sairauksien diagnosointia ja hoitoa aivojen syvällä herkillä alueilla ja vähentää diagnoosiin ja hoitoon liittyviä riskejä.
Se voisi auttaa kirurgeja tutkimaan syvemmälle aivoihin diagnosoimaan sairauksia, soveltamaan hoitoja, kuten lääkkeitä ja laserablaatiota, tarkemmin kasvaimiin ja käyttämään paremmin elektrodeja syväaivojen stimulaatioon Parkinsonin taudin ja epilepsian kaltaisissa sairauksissa.
Johtava kirjoittaja professori Ferdinando Rodriguez y Baena Imperialin konetekniikan laitokselta johti eurooppalaista työtä ja sanoi: "Aivot ovat hauras, monimutkainen verkosto tiheästi pakattuja hermosoluja, joista jokaisella on oma roolinsa." Kun sairaus ilmaantuu, haluamme pystyä navigoimaan tässä herkässä ympäristössä ja kohdistaa tarkasti nämä alueet vahingoittamatta terveitä soluja.
"Uusi tarkka, minimaalisesti invasiivinen alustamme parantaa tällä hetkellä saatavilla olevaa teknologiaa, ja jos se osoittautuu turvalliseksi ja tehokkaaksi, se voisi parantaa kykyämme turvallisesti ja tehokkaasti diagnosoida ja hoitaa ihmisten sairauksia."
Tulokset kehitettiin osana Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020) -projektia ja julkaistiin PLOS ONE -lehdessä.
Hiljainen operaatio
Alusta edustaa parannusta olemassa olevaan minimaalisesti invasiiviseen tai "avaimenreikä" -leikkaukseen, jossa kirurgit asettavat pieniä kameroita ja katetreja kehoon pienten viiltojen kautta.
Se sisältää pehmeän, joustavan katetrin, joka estää aivokudoksen vaurioitumisen hoidon aikana, ja robottikäsivarren, joka on varustettu tekoälyllä (AI), joka auttaa kirurgia navigoimaan katetrin läpi aivokudoksen läpi.
Katetri on saanut inspiraationsa elimistä, joita loisaimpiaiset käyttävät salaa muniessaan munia puunkuoreen. Katetri koostuu neljästä toisiinsa lukittavasta segmentistä, jotka liukuvat toistensa yli mahdollistaen joustavan navigoinnin.
Se on yhdistetty robottialustaan, joka yhdistää ihmisen panoksen ja koneoppimisen ohjatakseen katetrin huolellisesti sairauskohtaan. Kirurgit asettavat sitten optisia kuituja katetrin päälle, jotta he voivat nähdä kärjen ja navigoida aivokudosta pitkin ohjaussauvan ohjaimilla.
Tekoälyalusta oppii kirurgin syötteistä ja aivokudoksessa olevista kosketusvoimista ohjatakseen katetria tarkalla tarkkuudella.
Perinteisiin "avoimiin" kirurgisiin tekniikoihin verrattuna uusi lähestymistapa voisi viime kädessä auttaa vähentämään kudosvaurioita leikkauksen aikana ja lyhentää potilaan toipumisaikoja ja leikkauksen jälkeisen sairaalahoidon pituutta.
Suorittaessaan minimaalisesti invasiivista aivoleikkausta, kirurgit käyttävät syvälle tunkeutuvia katetreja sairauksien diagnosointiin ja hoitoon. Tällä hetkellä käytössä olevat katetrit ovat kuitenkin jäykkiä ja vaikeasti sijoitettavia tarkasti ilman robottinavigointityökaluja. Katetrien joustamattomuuden ja aivojen monimutkaisen, herkän rakenteen vuoksi katetrien tarkka sijoittaminen voi olla vaikeaa, mikä aiheuttaa riskejä tämäntyyppisissä leikkauksissa.
Testatakseen alustaansa tutkijat asettivat katetrin kahden elävän lampaan aivoihin Milanon yliopiston eläinlääketieteen kampuksella. Lampaille annettiin kivunlievitystä ja tarkkailtiin kivun tai ahdistuksen merkkejä 24 tuntia vuorokaudessa viikon ajan ennen lopettamista, jotta tutkijat voisivat tutkia katetrin rakenteellisia vaikutuksia aivokudokseen.
He eivät löytäneet merkkejä ahdistuksesta, kudosvauriosta tai infektiosta katetrin implantoinnin jälkeen.
Analyysimme päätteli, että implantoimme nämä uudet katetrit turvallisesti ilman vaurioita, infektioita tai kärsimystä. Jos saavutamme yhtä lupaavia tuloksia ihmisillä, toivomme näkevämme tämän alustan klinikalla neljän vuoden sisällä.
Löydöillämme voi olla merkittäviä vaikutuksia minimaalisesti invasiiviseen robottiaivokirurgiaan. Toivomme sen auttavan parantamaan nykyisten neurokirurgisten toimenpiteiden turvallisuutta ja tehokkuutta, jotka edellyttävät hoito- ja diagnostisten järjestelmien tarkkaa käyttöä, esimerkiksi paikallisen geeniterapian yhteydessä.
Tri Riccardo Secoli, johtava kirjoittaja, Imperial Mechanical Engineering Department
Professori Lorenzo Bello, tutkimuksen toinen kirjoittaja Milanon yliopistosta, sanoi: "Yksi nykyisen MIS:n tärkeimmistä rajoituksista on, että se pakottaa sinut käsiksi syvään kohtaan kallossa olevan porausreiän kautta." suora rata. Jäykän katetrin rajoituksena on sen tarkkuus aivojen liikkuvissa kudoksissa ja sen aiheuttama kudoksen muodonmuutos. Olemme nyt havainneet, että ohjattava katetrimme voi voittaa useimmat näistä rajoituksista.
Tämä tutkimus on rahoitettu EU:n Horisontti 2020 -ohjelmasta.
Lähde:
Viite:
Secoli, R., et ai. (2022) Modulaarinen robottialusta tarkkuuteen neurokirurgiaan bioinspiroidulla neulalla: järjestelmän yleiskatsaus ja ensimmäinen in vivo -käyttö. PLUS YKSI. doi.org/10.1371/journal.pone.0275686.
.