Nieuw robotchirurgieapparaat heeft tot doel de precisie bij netvliesprocedures te verbeteren

Nieuw robotchirurgieapparaat heeft tot doel de precisie bij netvliesprocedures te verbeteren

Als zelfs de meest getrainde chirurgen procedures uitvoeren op het netvlies – een van de kleinste en meest gevoelige delen van het menselijk lichaam – staat er veel op het spel. Chirurgen moeten rekening houden met de ademhaling, het snurken en de oogbewegingen van patiënten, evenals met hun eigen onvrijwillige handtrillingen, terwijl ze werken aan een laag cellen van minder dan een millimeter dik.

Dat is de reden waarom onderzoekers van het John A. Moran Eye Center van de Universiteit van Utah en het John and Marcia Price College of Engineering hebben samengewerkt om een ​​nieuw robotchirurgieapparaat te creëren dat is ontworpen om chirurgen ‘bovenmenselijke’ handen te geven.

De robot zelf is uiterst nauwkeurig en maakt bewegingen zo klein als 1 micrometer (kleiner dan een enkele menselijke cel). Hij wordt met een helm rechtstreeks op het hoofd van de patiënt gemonteerd, zodat subtiele (en soms niet zo subtiele) bewegingen van het hoofd van de patiënt worden gecompenseerd, waardoor het oog vanuit het perspectief van de robot redelijk stil blijft. De robot schaalt ook de bewegingen van de chirurg, gemeten met een handzaam robotapparaat dat bekend staat als een haptische interface, op de veel kleinere operatieplaats in het oog, en compenseert onderweg de handlemors.

Hoewel het apparaat nog steeds wordt getest, wordt verwacht dat het de patiëntresultaten zal verbeteren en geavanceerde procedures zal ondersteunen, waaronder de levering van gentherapieën voor erfelijke netvliesziekten.

De onderzoekers testten de robot met ontkernde varkensogen met succes en publiceerden hun resultaten deze week in het tijdschriftWetenschap Robotica.Het onderzoek werd geleid door Jake Abbott, een professor aan de Amerikaanse afdeling Werktuigbouwkunde, en de retinaspecialist Paul S. Bernstein van het Moran Eye Center.

Het netvlies bevat de lichtgevoelige staaf- en kegelcellen, die de basis vormen van het gezichtsvermogen. Verschillende erfelijke aandoeningen zorgen ervoor dat deze cellen verkeerd worden gevormd, wat resulteert in zichtproblemen van verschillende ernst, maar nieuwe gentherapietechnieken zouden deze aandoeningen kunnen omkeren.

Behandelingen voor problemen met het gezichtsvermogen vorderen snel. We moeten chirurgen een beter vermogen geven om hen bij te houden. “

Jake Abbott, hoogleraar, afdeling Werktuigbouwkunde, Universiteit van Utah

De eerste gentherapie die door de Amerikaanse Food and Drug Administration is goedgekeurd voor een erfelijke netvliesziekte vereist bijvoorbeeld een injectie in de ruimte tussen het netvlies en een andere laag cellen die bekend staat als het retinale pigmentepitheel. Naast de complicaties die gepaard gaan met oogbewegingen en handtrillingen, is dit subretinale doelwit oneindig klein. De chirurg moet het medicijn tussen twee submillimeterdunne cellagen inbrengen.

Omdat het apparaat nog niet is goedgekeurd voor gebruik bij menselijke proefpersonen, moest een menselijke vrijwilliger worden uitgerust met een speciale bril waarmee een dierenoog direct voor zijn natuurlijke oog kon worden gemonteerd. Hierdoor konden de onderzoekers het vermogen van de robot testen om hoofdbewegingen te compenseren en het stuur te corrigeren tijdens het opereren op dierlijk weefsel, zonder risico voor de vrijwilliger.

In de experimenten die in het onderzoek worden beschreven, behaalden chirurgen hogere succespercentages door het robotchirurgische apparaat te gebruiken om subretinale injecties uit te voeren, terwijl oogheelkundige complicaties werden vermeden.

Deze resultaten laten zien dat de robot de patiëntenzorg heeft verbeterd, aldus co-auteur Eileen Hwang, een netvlieschirurg bij Moran Eye Center.

"Dankzij het unieke kenmerk van deze robot, de hoofdbevestiging, kunnen patiënten subretinale injecties krijgen onder intraveneuze (IV) sedatie in plaats van onder algemene anesthesie", aldus Hwang. "IV-sedatie zorgt voor sneller herstel en is veiliger voor sommige patiënten. Robots kunnen ook een preciezere toediening van gentherapiemedicijnen mogelijk maken in vergelijking met handmatige injecties, voor meer reproduceerbare en veiligere behandelingen."

Terwijl de robot zijn reis maakt van het laboratorium naar de operatiekamer, wordt zijn reis versterkt door het soort interdisciplinaire samenwerkingen waardoor hij voor het eerst tot leven kwam.

"Deze samenwerkingen zijn geweldig aan de Universiteit van Utah", zei Bernstein. “Als ik ideeën heb, zijn de ingenieurs, de scheikundigen en de natuurkunde maar een paar straten verderop.”

Bronnen: