Neues Gerät für Roboterchirurgie zielt darauf ab, die Präzision bei den Netzhautverfahren zu verbessern

Wenn selbst die am stärksten ausgebildeten Chirurgen Verfahren auf dem Retina-eins der kleinsten und empfindlichsten Teile des menschlichen Körpers durchführen, sind die Einsätze hoch. Chirurgen müssen die Atem-, Schnarchen- und Augenbewegungen der Patienten sowie ihre eigenen unfreiwilligen Handzittern verantwortlich machen, während sie auf einer Zellschicht weniger als einem Millimeter dick arbeiten.

Aus diesem Grund haben Forscher des John A. Moran Eye Center der Universität von Utah und dem John und dem Marcia Price College of Engineering zusammengearbeitet, um ein neues Gerät für Roboterchirurgie zu schaffen, das den Chirurgen „übermenschliche“ Hände geben soll.

Der Roboter selbst ist extrem präzise und führt Bewegungen von nur 1 Mikrometer aus (kleiner als eine einzelne menschliche Zelle). Es ist direkt mit einem Helm am Kopf des Patienten montiert, so dass subtile (und manchmal nicht so subtile) Bewegungen des Kopfes des Patienten ausgeglichen werden, wodurch das Auge aus der Perspektive des Roboters ziemlich still bleibt. Der Roboter skaliert auch die Bewegungen des Chirurgen, gemessen mit einem handgehaltenen Robotergerät, das als haptische Grenzfläche bekannt ist, an der viel kleineren chirurgischen Stelle innerhalb des Auges und kompensiert auf dem Weg Handlemors.

Das Gerät ist zwar noch in der Testphase, es soll die Ergebnisse für Patienten verbessern und modernste Verfahren unterstützen, einschließlich der Abgabe von Gentherapien für ererbte Netzhautkrankheiten.

Die Forscher testeten den Roboter erfolgreich mit enukeldetem Schweinaugen und veröffentlichten ihre Ergebnisse diese Woche im Journal Science Robotics. Die Studie wurde von Jake Abbott, einem Professor im Abteilung für Maschinenbau des U und dem Retinalspezialisten des Moran Eye Center, Paul S. Bernstein, geführt.

In der Netzhaut befinden sich die lichtempfindlichen Stab- und Kegelzellen, die die Grundlage des Sehens bilden. Mehrere ererbte Störungen führen dazu, dass sich diese Zellen falsch bilden, was zu Sehstörungen unterschiedlicher Schwere führt, aber neue Gentherapie -Techniken könnten diese Bedingungen umkehren.

Behandlungen für Sehstörungen treten schnell voran. Wir müssen den Chirurgen eine bessere Fähigkeit geben, mit ihnen Schritt zu halten. “

Jake Abbott, Professor, Abteilung für Maschinenbau, Universität von Utah

Die erste Gentherapie, die von der US -amerikanischen Food and Drug Administration für eine ererbte Netzhautkrankheit zugelassen wurde, erfordert beispielsweise eine Injektion in den Raum zwischen der Netzhaut und einer anderen Zellenschicht, die als Netzhautpigmentpithel bekannt ist. Zusätzlich zu den Komplikationen, die von Augenbewegungen und Handzittern präsentiert werden, ist dieses subretinale Ziel verschwindend klein. Der Chirurg muss das Medikament zwischen zwei submillimeterdünnen Zellschichten einführen.

Da das Gerät noch nicht für den Betrieb an menschlichen Probanden zugelassen ist, mussten ein menschlicher Freiwilliger mit speziellen Brillen ausgestattet war, die es ermöglichten, ein Tierauge direkt vor ihrem natürlichen Auge zu montieren. Dies ermöglichte es den Forschern, die Fähigkeit des Roboters zu testen, Kopfbewegungen auszugleichen und Handlemors zu korrigieren, während sie auf Tiergewebe operieren, ohne Risiko für den Freiwilligen.

In den in der Studie beschriebenen Experimenten erreichten die Chirurgen höhere Erfolgsraten bei der Verwendung des chirurgischen Robotergeräts, um subretinale Injektionen durchzuführen und gleichzeitig Ophthalmic -Komplikationen zu vermeiden.

Diese Ergebnisse zeigen, dass der Roboter laut Co-Autor Eileen Hwang, einem Retinalchirurg Moran Eye Center, die Patientenversorgung verbessert hat.

„Das einzigartige Merkmal dieses Roboters, der Kopfbefestigung, kann es den Patienten ermöglichen, unter intravenöser (iv) Sedierung und nicht über eine Vollnarkose subretinale Injektionen zu haben“, sagte Hwang. „Die IV -Sedierung ermöglicht eine schnellere Genesung und ist bei einigen Patienten sicherer. Roboter können auch eine genauere Abgabe von Gentherapie -Medikamenten im Vergleich zu manuellen Injektionen für reproduzierbarere und sicherere Behandlungen ermöglichen.“

Während der Roboter vom Labor in den Operationssaal auf den Weg geht, wird seine Reise durch die Art interdisziplinärer Kooperationen gestärkt, die es zum ersten Mal zum Leben erweckt hat.

„Diese Kooperationen sind an der Universität von Utah einfach wunderbar“, sagte Bernstein. „Wenn ich Ideen habe, sind die Ingenieure, die Chemiker, die Physik nur ein paar Blocks entfernt.“

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