Suche
Mein Konto
Ny forskning kan ha betydelige implikasjoner for minimalt invasiv, robotisk hjernekirurgi
Den tidlige forskningen testet introduksjonen og sikkerheten til det nye implanterbare kateterdesignet på to sauer for å bestemme potensialet for bruk i diagnostisering og behandling av sykdommer i hjernen. Hvis plattformen viser seg effektiv og trygg for bruk på mennesker, kan den forenkle diagnostisering og behandling av sykdommer i de dype, sensitive områdene av hjernen og redusere risikoen forbundet med diagnose og behandling. Det kan hjelpe kirurger med å se dypere inn i hjernen for å diagnostisere sykdommer, bruke behandlinger som medikamenter og laserablasjon mer presist på svulster, og bruke elektroder for dyp hjernestimulering...
Ny forskning kan ha betydelige implikasjoner for minimalt invasiv, robotisk hjernekirurgi
Den tidlige forskningen testet introduksjonen og sikkerheten til det nye implanterbare kateterdesignet på to sauer for å bestemme potensialet for bruk i diagnostisering og behandling av sykdommer i hjernen.
Hvis plattformen viser seg effektiv og trygg for bruk på mennesker, kan den forenkle diagnostisering og behandling av sykdommer i de dype, sensitive områdene av hjernen og redusere risikoen forbundet med diagnose og behandling.
Det kan hjelpe kirurger med å se dypere inn i hjernen for å diagnostisere sykdommer, bruke behandlinger som medikamenter og laserablasjon mer presist på svulster, og bedre bruke elektroder for dyp hjernestimulering ved sykdommer som Parkinsons og epilepsi.
Hovedforfatter professor Ferdinando Rodriguez y Baena, fra Imperials avdeling for maskinteknikk, ledet den europeiske innsatsen og sa: "Hjernen er et skjørt, komplekst nettverk av tettpakkede nerveceller, som hver spiller sin egen rolle." Når sykdom oppstår, ønsker vi å kunne navigere i dette delikate miljøet og målrette disse områdene nøyaktig uten å skade friske celler.
"Vår nye presise, minimalt invasive plattform forbedrer dagens tilgjengelige teknologi og, hvis bevist sikker og effektiv, kan vi forbedre vår evne til å trygt og effektivt diagnostisere og behandle sykdom hos mennesker."
Resultatene ble utviklet som en del av prosjektet Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020) og publisert i PLOS ONE.
Stealth-operasjon
Plattformen representerer en forbedring av eksisterende minimalt invasiv eller «nøkkelhull»-kirurgi, der kirurger setter inn små kameraer og katetre gjennom små snitt i kroppen.
Den inkluderer et mykt, fleksibelt kateter for å forhindre skade på hjernevev under behandling og en robotarm utstyrt med kunstig intelligens (AI) for å hjelpe kirurger med å navigere kateteret gjennom hjernevev.
Inspirert av organene parasittveps bruker for å legge egg i hemmelighet i trebark, består kateteret av fire sammenlåsende segmenter som glir over hverandre for å tillate fleksibel navigering.
Den er koblet til en robotplattform som kombinerer menneskelig input og maskinlæring for å nøye veilede kateteret til sykdomsstedet. Kirurger setter deretter optiske fibre over kateteret slik at de kan se spissen og navigere langs hjernevevet ved hjelp av joystick-kontroller.
AI-plattformen lærer av kirurgens input og kontaktkrefter i hjernevevet for å lede kateteret med presis nøyaktighet.
Sammenlignet med tradisjonelle «åpne» kirurgiske teknikker, kan den nye tilnærmingen til slutt bidra til å redusere vevsskade under operasjonen og forkorte pasientens restitusjonstid og lengden på postoperative sykehusopphold.
Når de utfører minimalt invasiv hjernekirurgi, bruker kirurger dypt penetrerende katetre for å diagnostisere og behandle sykdommer. Imidlertid er katetre som for tiden er i bruk stive og vanskelige å plassere nøyaktig uten hjelp av robotbaserte navigasjonsverktøy. På grunn av ufleksibel katetre kombinert med den kompliserte, delikate strukturen i hjernen, kan det være vanskelig å plassere katetre nøyaktig, noe som utgjør en risiko ved denne typen operasjoner.
For å teste plattformen deres, satte forskerne kateteret inn i hjernen til to levende sauer ved Universitetet i Milanos veterinærmedisinske campus. Sauene ble gitt smertelindring og overvåket for tegn på smerte eller plager 24 timer i døgnet i en uke før de ble avlivet, slik at forskere kunne studere kateterets strukturelle effekter på hjernevev.
De fant ingen tegn til plager, vevsskade eller infeksjon etter kateterimplantasjon.
Vår analyse konkluderte med at vi implanterte disse nye katetrene trygt, uten skade, infeksjon eller lidelse. Hvis vi oppnår like lovende resultater hos mennesker, håper vi å se denne plattformen i klinikken innen fire år.
Funnene våre kan ha betydelige implikasjoner for minimalt invasiv, robotisk hjernekirurgi. Vi håper det vil bidra til å forbedre sikkerheten og effektiviteten til nåværende nevrokirurgiske prosedyrer som krever presis bruk av behandlings- og diagnostiske systemer, for eksempel i sammenheng med lokalisert genterapi."
Dr. Riccardo Secoli, hovedforfatter, Imperial Mechanical Engineering Department
Professor Lorenzo Bello, medforfatter av studien fra Universitetet i Milano, sa: "En av hovedbegrensningene til dagens MIS er at den tvinger deg til å få tilgang til et dypt sted gjennom et borehull i skallen." en rett bane. Begrensningen til det stive kateteret er dets presisjon innenfor det bevegelige vevet i hjernen og vevsdeformasjonen det kan forårsake. Vi har nå funnet ut at vårt styrbare kateter kan overvinne de fleste av disse begrensningene."
Denne studien ble finansiert av EU Horizon 2020-programmet.
Kilde:
Referanse:
Secoli, R., et al. (2022) Modulær robotplattform for presisjonsnevrokirurgi med en bioinspirert nål: systemoversikt og første in vivo-bruk. PLUSS EN. doi.org/10.1371/journal.pone.0275686.
.