Nowe zrobotyzowane urządzenie chirurgiczne ma na celu poprawę precyzji zabiegów na siatkówce

Nowe zrobotyzowane urządzenie chirurgiczne ma na celu poprawę precyzji zabiegów na siatkówce

Kiedy nawet najlepiej wyszkoleni chirurdzy wykonują zabiegi na siatkówce – jednej z najmniejszych i najbardziej wrażliwych części ludzkiego ciała – stawka jest wysoka. Podczas pracy na warstwie komórek o grubości mniejszej niż milimetr chirurdzy muszą brać pod uwagę oddychanie, chrapanie i ruchy oczu pacjenta, a także mimowolne drżenie rąk pacjenta.

Właśnie dlatego naukowcy z John A. Moran Eye Center na Uniwersytecie Utah oraz John and Marcia Price College of Engineering współpracowali nad stworzeniem nowego zrobotyzowanego urządzenia chirurgicznego, które ma dać chirurgom „nadludzkie” ręce.

Sam robot jest niezwykle precyzyjny, wykonując ruchy o wielkości zaledwie 1 mikrometra (mniejszej niż pojedyncza komórka ludzka). Montuje się go bezpośrednio do głowy pacjenta za pomocą hełmu, dzięki czemu kompensowane są subtelne (a czasami mniej subtelne) ruchy głowy pacjenta, utrzymując oko w miarę nieruchomym z perspektywy robota. Robot skaluje także ruchy chirurga, mierzone za pomocą ręcznego urządzenia zwanego interfejsem haptycznym, w znacznie mniejszym miejscu operacji w oku, kompensując po drodze ruchy rąk.

Chociaż urządzenie jest nadal w fazie testów, oczekuje się, że poprawi wyniki leczenia pacjentów i wesprze najnowocześniejsze procedury, w tym dostarczanie terapii genowych w przypadku dziedzicznych chorób siatkówki.

Naukowcy pomyślnie przetestowali robota z wyłuszczonymi świńskimi oczami i w tym tygodniu opublikowali swoje wyniki w czasopiśmieNauka Robotyka.Badanie prowadzili Jake Abbott, profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Kalifornijskiego i specjalista ds. siatkówki w Moran Eye Center, Paul S. Bernstein.

Siatkówka zawiera wrażliwe na światło pręciki i czopki, które stanowią podstawę widzenia. Kilka dziedzicznych zaburzeń powoduje nieprawidłowe tworzenie się tych komórek, co skutkuje problemami ze wzrokiem o różnym nasileniu, ale nowe techniki terapii genowej mogą odwrócić te schorzenia.

Metody leczenia problemów ze wzrokiem szybko się rozwijają. Musimy zapewnić chirurgom lepszą zdolność dotrzymania im kroku. „

Jake Abbott, profesor na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Uniwersytetu Utah

Na przykład pierwsza terapia genowa zatwierdzona przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków w leczeniu dziedzicznej choroby siatkówki wymaga wstrzyknięcia w przestrzeń między siatkówką a inną warstwą komórek zwaną nabłonkiem barwnikowym siatkówki. Oprócz powikłań związanych z ruchami oczu i drżeniem rąk, ten cel podsiatkówkowy jest nieskończenie mały. Chirurg musi wprowadzić lek pomiędzy dwie submilimetrowe warstwy komórek.

Ponieważ urządzenie nie zostało jeszcze zatwierdzone do stosowania na ludziach, ochotnik musiał zostać wyposażony w specjalne okulary, które umożliwiały umieszczenie oka zwierzęcia bezpośrednio przed jego naturalnym okiem. Umożliwiło to naukowcom przetestowanie zdolności robota do kompensacji ruchów głowy i prawidłowego trzymania kierownicy podczas operowania tkanką zwierzęcą, bez ryzyka dla ochotnika.

W eksperymentach opisanych w badaniu chirurdzy osiągnęli wyższy wskaźnik powodzenia, stosując zrobotyzowane urządzenie chirurgiczne do wykonywania zastrzyków podsiatkówkowych, unikając jednocześnie powikłań okulistycznych.

Według współautorki Eileen Hwang, chirurga siatkówki w Moran Eye Center, wyniki te pokazują, że robot poprawił opiekę nad pacjentem.

„Unikalna cecha tego robota, czyli mocowanie głowy, umożliwia pacjentom wykonywanie zastrzyków podsiatkówkowych w sedacji dożylnej (IV), a nie w znieczuleniu ogólnym” – powiedział Hwang. „Sedacja dożylna pozwala na szybszy powrót do zdrowia i jest bezpieczniejsza dla niektórych pacjentów. Roboty mogą również umożliwić bardziej precyzyjne dostarczanie leków do terapii genowej w porównaniu z zastrzykami ręcznymi, co zapewnia bardziej powtarzalne i bezpieczniejsze leczenie”.

W miarę jak robot przemieszcza się z laboratorium na salę operacyjną, jego podróż zostaje wzmocniona dzięki interdyscyplinarnej współpracy, która po raz pierwszy powołała go do życia.

„Ta współpraca na Uniwersytecie Utah jest wspaniała” – powiedział Bernstein. „Kiedy mam pomysły, inżynierowie, chemicy i fizycy są zaledwie kilka przecznic dalej”.

Źródła: