Ny robotkirurgisk enhet har som mål å forbedre presisjonen i netthinneprosedyrer

Ny robotkirurgisk enhet har som mål å forbedre presisjonen i netthinneprosedyrer

Når selv de mest trente kirurgene utfører prosedyrer på netthinnen – en av de minste og mest følsomme delene av menneskekroppen – er innsatsen høy. Kirurger må redegjøre for pasienters pust, snorking og øyebevegelser, samt deres egne ufrivillige håndskjelvinger, mens de arbeider på et lag med celler som er mindre enn en millimeter tykt.

Det er derfor forskere ved University of Utahs John A. Moran Eye Center og John and Marcia Price College of Engineering samarbeidet for å lage en ny robotkirurgisk enhet designet for å gi kirurger "overmenneskelige" hender.

Roboten i seg selv er ekstremt presis, og gjør bevegelser så små som 1 mikrometer (mindre enn en enkelt menneskelig celle). Den monteres direkte på pasientens hode med en hjelm slik at subtile (og noen ganger ikke så subtile) bevegelser av pasientens hode blir kompensert for, og holder øyet ganske stille fra robotens perspektiv. Roboten skalerer også kirurgens bevegelser, målt med en håndholdt robotenhet kjent som et haptisk grensesnitt, på det mye mindre operasjonsstedet i øyet, og kompenserer for håndterere underveis.

Mens enheten fortsatt er under testing, forventes den å forbedre pasientresultater og støtte banebrytende prosedyrer, inkludert levering av genterapi for arvelige netthinnesykdommer.

Forskerne testet roboten med ennucleated griseøyne og publiserte resultatene i tidsskriftet denne ukenVitenskap Robotikk.Studien ble ledet av Jake Abbott, en professor ved U's Department of Mechanical Engineering, og Moran Eye Center netthinnespesialist Paul S. Bernstein.

Netthinnen inneholder de lysfølsomme stav- og kjeglecellene, som danner grunnlaget for synet. Flere arvelige lidelser fører til at disse cellene dannes feil, noe som resulterer i synsproblemer av varierende alvorlighetsgrad, men nye genterapiteknikker kan reversere disse tilstandene.

Behandlinger for synsproblemer går raskt fremover. Vi må gi kirurger bedre evne til å holde tritt med dem. "

Jake Abbott, professor, Institutt for maskinteknikk, University of Utah

For eksempel krever den første genterapien godkjent av U.S. Food and Drug Administration for en arvelig netthinnesykdom en injeksjon i rommet mellom netthinnen og et annet lag med celler kjent som retinalt pigmentepitel. I tillegg til komplikasjonene som oppstår ved øyebevegelser og håndskjelvinger, er dette subretinale målet uendelig lite. Kirurgen må innføre stoffet mellom to submillimeter-tynne lag med celler.

Siden enheten ennå ikke er godkjent for bruk på mennesker, måtte en menneskelig frivillig utstyres med spesielle briller som gjorde det mulig å montere et dyreøye rett foran deres naturlige øye. Dette tillot forskerne å teste robotens evne til å kompensere for hodebevegelser og korrigere styret mens de opererer på dyrevev, uten risiko for den frivillige.

I eksperimentene beskrevet i studien oppnådde kirurger høyere suksessrater ved å bruke den robotkirurgiske enheten for å utføre subretinale injeksjoner mens de unngikk oftalmiske komplikasjoner.

Disse resultatene viser at roboten har forbedret pasientbehandlingen, ifølge medforfatter Eileen Hwang, en netthinnekirurg ved Moran Eye Center.

"Denne robotens unike funksjon, hodefeste, kan tillate pasienter å ha subretinale injeksjoner under intravenøs (IV) sedasjon i stedet for generell anestesi," sa Hwang. "IV-sedasjon gir raskere restitusjon og er tryggere for noen pasienter. Roboter kan også muliggjøre mer presis levering av genterapimedisiner sammenlignet med manuelle injeksjoner for mer reproduserbare og sikrere behandlinger."

Når roboten foretar sin reise fra laboratoriet til operasjonssalen, blir reisen styrket av den typen tverrfaglige samarbeid som først brakte den til live.

"Disse samarbeidene er fantastiske ved University of Utah," sa Bernstein. "Når jeg har ideer, er ingeniørene, kjemikerne, fysikken bare noen kvartaler unna."

Kilder: