2023. 06. 27. - 08:50
Képes befejezni az erekben a műtétet egy új minirobot
Az erekbe hatolva képes operáció befejezésére egy vadonatúj minirobot – a koncepciót a kutatók egy disznó verőerén tesztelték.
Amennyiben egy betegnek elzáródott artériája vagy véredénye van, a sebészcsoport óvatosan ultravékony katétert vezet át a vérerén, hogy elérje a sérülést vagy az elzáródott területet.
Ám míg a sebészeknek a páciens testén kívülről kell megbecsülniük a katéter helyzetét, röntgensugarak segítségével, a vérereken áthaladó miniatűr robotok pontosabb és egyszerűbb módot kínálhatnak a kezelés helyét illetően.
A lehetőséget számos kutatócsoport vizsgálja. Egy dél-koreai csapat nemrégiben komoly sikert ért el: robotja képes volt önállóan navigálni egy sertés artériájához, kontrasztfestéket szállítani és biztonságosan visszanavigálni egy extrakciós pontra.
Az eredményeket az IEEE Robotics and Automation Letters című szakkiadványban jelentették meg.
Az elzáródásos érbetegség vagy OVD – beleértve az agyi stroke-ot, a szívinfarktust vagy a végtagok perifériás artériás betegségét – a halálozás egyik fő oka, s várhatóan egyre gyakoribb lesz a társadalom öregedésével és az elhízás növekedésével.
Képes befejezni az erekben a műtétet egy új minirobot
Az elzáródott artériák és erek megtisztítására irányuló sebészeti beavatkozások kulcsfontosságú kezelési lehetőséget jelentenek a súlyos esetekben és életeket menthetnek. Ezek a műtétek azonban komoly kihívásokkal járnak.
A sebészek nem kis nehézséggel szembesülnek, amikor a sebészeti eszközöket manuálisan vezetik az ereken keresztül a sérülés területére. Röntgensugárzásra kell támaszkodniuk berendezéseik irányításakor, ami véletlenül akár az egészségügyi csapatot is kiteheti a röntgen képalkotó eszközök nagy dózisú sugárzásának.
„Az eljárás hosszú ideig tartó műtétet igényel, hiszen nehéz pontosan megcélozni a sérülést, ha a véredény összetett alakú vagy teljesen el van zárva” – magyarázta Gunhee Jang, a szöuli Hanyang Egyetem kiváló professzora.
Ezen problémáknak megoldására talált ki Jang csapata egy olyan megoldást, amelyen kívülről mágnesek vezérlik a nem lekötött robotot. Innen kapta a nevét az I-RAMAN robot, amely annyit jelent: robotikusan támogatott mágneses navigációs rendszer endovaszkuláris beavatkozáshoz.
Hanyang csapata először olyan szoftvert fejlesztett ki, amely különböző szögekből készített 2D röntgenfelvételek segítségével 3D-s térképet alkot a páciens blokkolt területet körülvevő ereiről. A lekötött mágneses robot a 3D térkép segítségével önállóan navigálhat és hajthat végre olyan kezeléseket, mint például a lézión történő alagútvezetés.
A robot befecskendezésére katétert használnak, ezen keresztül jut a kezelési terület közelében lévő véredénybe. A külső mágneses mező pedig forgó mozgás létrehozására szolgál, hogy a robot le legyen kötve a katéterről. Ezután a külső mágneses mező segítségével a robot a kezelési helyre irányítja a navigációt, 3D-s térképre támaszkodva.
Amint a robot az artéria vagy a véredény kezelést igénylő részére érkezik, számos feladatot tud végrehajtani - beleértve a ballonozást, a vérrögök felszívását és a kontrasztfesték vagy gyógyszerek lokalizált bejuttatását. A feladat befejezését követően a külső mágneses rendszer visszavezeti a robotot a katéterhez, majd eltávolítják azt a testből.
A kutatók tanulmányukban először egy víztartályban úszó mesterséges véredényben tesztelték a technikát, ami sikeresnek bizonyult. Ezután kismalacok felületes combcsont artériáiban, altatásban tették próbára robotjukat.
„Magabiztosak voltunk, amikor robotizált endovaszkuláris beavatkozást hajtottunk végre a mesterséges véredényben. A mini malac felületes combcsont artériájában végzett in vivo kísérlet során azonban észrevettük, hogy ez egy egészen más és nehéz világ” – jegyezte meg Jang.
A kutatók 1 év alatt kardiológusokkal együttműködve 8 műtétet hajtottak végre sertéseken. Az utolsó kísérlet sikeresnek bizonyult és bizonyítja, hogy a technika a való életben is megvalósítható.
Jang csapata tervei szerint az I-RAMAN rendszer kereskedelmi forgalomba hozatalával folytatja a munkát és létrehoztak egy bio-vállalkozást is, InterMag néven.
Ezek a közelmúltbeli sertéskísérletek feltárták a mikrorobot és a mágneses navigációs rendszer fejlesztésének módjait.
„Konkrétan a mágneses navigációs rendszer által generált mágneses teret növeljük majd, illetve a mikrorobot méretének csökkentését és hatékony tervezését tervezzük” – mondta el Gunhee Jang.
Ezenkívül a csapat terveiben szerepel, hogy a mágneses robotrendszer klinikai vizsgálatainak elvégzése céljából a Koreai Élelmiszer- és Gyógyszerbiztonsági Minisztériumhoz fordulnak.
L.A.
