Den nya robotkirurgin syftar till att förbättra precisionen vid näthinneingrepp

Den nya robotkirurgin syftar till att förbättra precisionen vid näthinneingrepp

När även de mest utbildade kirurgerna utför ingrepp på näthinnan – en av de minsta och känsligaste delarna av människokroppen – är insatserna höga. Kirurger måste redogöra för patienternas andning, snarkning och ögonrörelser, samt sina egna ofrivilliga handskakningar, samtidigt som de arbetar på ett lager av celler som är mindre än en millimeter tjockt.

Det är därför forskare vid University of Utahs John A. Moran Eye Center och John and Marcia Price College of Engineering samarbetade för att skapa en ny robotkirurgisk anordning utformad för att ge kirurger "övermänskliga" händer.

Roboten i sig är extremt exakt och gör rörelser så små som 1 mikrometer (mindre än en enda mänsklig cell). Den monteras direkt på patientens huvud med en hjälm så att subtila (och ibland inte så subtila) rörelser av patientens huvud kompenseras för, vilket håller ögat ganska stilla ur robotens perspektiv. Roboten skalar också kirurgens rörelser, mätt med en handhållen robotenhet känd som ett haptiskt gränssnitt, vid den mycket mindre operationsplatsen i ögat, och kompenserar för hanterare längs vägen.

Medan enheten fortfarande testas förväntas den förbättra patientresultaten och stödja banbrytande procedurer, inklusive leverans av genterapier för ärftliga retinala sjukdomar.

Forskarna testade framgångsrikt roboten med enucleated grisögon och publicerade sina resultat i tidskriften denna veckaVetenskapsrobotik.Studien leddes av Jake Abbott, professor vid U:s avdelning för maskinteknik, och Moran Eye Center retinalspecialist Paul S. Bernstein.

Näthinnan innehåller de ljuskänsliga stav- och koncellerna, som utgör grunden för synen. Flera ärftliga sjukdomar gör att dessa celler bildas felaktigt, vilket resulterar i synproblem av varierande svårighetsgrad, men nya genterapitekniker kan vända dessa tillstånd.

Behandlingar för synproblem går snabbt framåt. Vi måste ge kirurger en bättre förmåga att hålla jämna steg med dem. "

Jake Abbott, professor, Institutionen för maskinteknik, University of Utah

Till exempel kräver den första genterapin som godkänts av U.S. Food and Drug Administration för en ärftlig näthinnesjukdom en injektion i utrymmet mellan näthinnan och ett annat lager av celler som kallas retinalt pigmentepitel. Förutom de komplikationer som uppstår genom ögonrörelser och handskakningar, är detta subretinala mål oändligt litet. Kirurgen måste införa läkemedlet mellan två submillimetertunna lager av celler.

Eftersom enheten ännu inte är godkänd för användning på mänskliga försökspersoner, var en mänsklig volontär tvungen att utrustas med speciella glasögon som gjorde att ett djuröga kunde monteras direkt framför deras naturliga öga. Detta gjorde det möjligt för forskarna att testa robotens förmåga att kompensera för huvudrörelser och korrigera styret medan de opererade på djurvävnad, utan risk för volontären.

I experimenten som beskrivs i studien, uppnådde kirurger högre framgångsfrekvenser med hjälp av robotkirurgiska enheten för att utföra subretinala injektioner samtidigt som de undviker oftalmiska komplikationer.

Dessa resultat visar att roboten har förbättrat patientvården, enligt medförfattaren Eileen Hwang, en retinalkirurg vid Moran Eye Center.

"Den här robotens unika funktion, huvudfäste, kan tillåta patienter att få subretinala injektioner under intravenös (IV) sedering snarare än generell anestesi," sa Hwang. "IV-sedation möjliggör snabbare återhämtning och är säkrare för vissa patienter. Robotar kan också möjliggöra mer exakt leverans av genterapiläkemedel jämfört med manuella injektioner för mer reproducerbara och säkrare behandlingar."

När roboten gör sin resa från labbet till operationssalen stärks dess resa av den typ av tvärvetenskapliga samarbeten som först väckte den till liv.

"Dessa samarbeten är underbara vid University of Utah," sa Bernstein. "När jag har idéer är ingenjörerna, kemisterna, fysiken bara några kvarter bort."

Källor: