211service.com
Slangachtige robots voor hartchirurgie
Een slangachtige chirurgische robot van de Carnegie Mellon University zou een chirurg die een kritieke hartoperatie uitvoert, slechts één incisie kunnen laten maken.
Klaar om te sonderen: De CardioArm kan zich een weg in een lichaam bewegen en hartablaties uitvoeren. Een operator bestuurt de bewegingen van de robot met behulp van een joystick.
Bekend als de CardioArm, heeft de gebogen robot een reeks gewrichten die zich automatisch aanpassen om de koers te volgen die is uitgezet door het hoofd van de robot. Dit zorgt voor een grotere precisie dan een flexibele endoscoop kan bieden. Het is zeker gemakkelijker te controleren, zegt Robert Webster III, een professor aan de Vanderbilt University die werkt aan flexibele medische sondes en niet betrokken was bij het CardioArm-project.
De CardioArm wordt bediend met een computer en een joystick. Het heeft 102 vrijheidsgraden, waarvan er drie tegelijk geactiveerd kunnen worden. Hierdoor kan het via een enkel punt in de borstkas binnenkomen en rond het hart worden gewikkeld totdat het de juiste plek bereikt om bijvoorbeeld problematisch weefsel te verwijderen. Het leuke van [het] ontwerp is dat elke verbinding volgt waar je in de ruimte bent geweest. Bij andere ontwerpen is dat niet altijd mogelijk, zegt Webster. Dit soort controle voorkomt dat de sonde tegen gevoelig weefsel botst. Het nadeel van een verbonden robot is echter dat hij moeilijker te miniaturiseren is, zegt Webster.
De kleinste versie van het toestel is 300 millimeter lang en heeft een diameter van 12 millimeter. Uiteindelijk hopen de CMU-onderzoekers een slang te maken die klein genoeg is om via een bloedvat in de bloedbaan te komen, zegt Marco Zenati , een van de belangrijkste onderzoekers van het CardioArm-project en hoogleraar chirurgie aan de Universiteit van Pittsburgh.
Zenati heeft in het verleden robotchirurgische assistenten gebruikt en merkt op dat ze allemaal beperkingen hebben. Het da Vinci-systeem kan bijvoorbeeld niet in krappe locaties in het menselijk lichaam worden gepropt en heeft vijf of zes ingangen nodig, zegt hij.
Zenati realiseerde zich de behoefte aan meer geavanceerde robots voor minimaal invasieve chirurgie en werkte samen met Howie Choset , een TR35-honneur die bekend staat om zijn werk bij CMU over kruipen robot slangen , en Alon Wolf , oprichter en directeur van het Biorobotics and Biometrics Lab bij Technion, het Israel Institute of Technology.
We werken eraan om slechts één poort in het lichaam te hebben en vanaf dat moment elke locatie te kunnen bereiken, zegt Zenati. Er is geen technologie die dat mogelijk maakt. De enige is de CardioArm.
De sonde wordt momenteel ontwikkeld door de startup Cardiorobotics, voorheen bekend als: Innovatietechnologieën , die Zenati en Choset in 2005 hebben opgericht. Tot nu toe heeft het team succesvolle cardiovasculaire operaties uitgevoerd op negen varkens en twee menselijke kadavers, zegt Choset. Volgens de website van het bedrijf zouden later dit jaar proeven met levende mensen moeten beginnen.
Slangen in harten: De slangachtige CardioArm beweegt rond in het membraan dat het hart van een varken omhult.
Voor minimaal invasieve chirurgie heeft u ofwel een lineaire laparoscoop die stijf is of een flexibele endoscoop die gemakkelijk knikt; er is niets dat zowel flexibel als rigide is, zegt Choset. Maar de CardioArm heeft de voordelen van beide, zegt hij.
Ik denk dat wat Howie heeft een goed platform is om op de [chirurgische] site te komen, zegt Nabil Simaan , een assistent-professor aan de Columbia University die werkt aan inbrengbare, slangachtige sondes voor de buik.
Het team hoopt de CardioArm te gaan testen in chirurgie met natuurlijke openingen, een techniek waarbij weefsels worden verwijderd door bestaande openingen in het lichaam, zoals de mond, om postoperatieve pijn te voorkomen en de hersteltijd te verkorten. Zenati wil dat chirurgen CardioArms gelijktijdig gebruiken, zoals een octopus, met twee of drie tentakels die allemaal via één incisie binnenkomen en zich vervolgens vertakken.