Wężopodobne roboty do chirurgii serca

Wężowaty robot chirurgiczny z Carnegie Mellon University może pozwolić chirurgowi wykonującemu krytyczną operację serca wykonać tylko jedno nacięcie.

Gotowy do sondy: CardioArm może poruszać się wewnątrz ciała i wykonywać ablację serca. Operator kontroluje ruchy robota za pomocą joysticka.

Zakrzywiony robot, znany jako CardioArm, ma szereg przegubów, które automatycznie dostosowują się do kursu wyznaczonego przez głowę robota. Zapewnia to większą precyzję niż może zaoferować elastyczny endoskop. Z pewnością łatwiej jest kontrolować, mówi Robert Webster III, profesor Vanderbilt University, który pracuje nad elastycznymi sondami medycznymi i nie był zaangażowany w projekt CardioArm.

CardioArm jest obsługiwany za pomocą komputera i joysticka. Posiada 102 stopnie swobody, z których trzy można aktywować jednocześnie. To pozwala mu wejść przez pojedynczy punkt w klatce piersiowej i owinąć się wokół serca, aż dotrze do właściwego miejsca, aby, powiedzmy, usunąć problematyczną tkankę. Fajną rzeczą w [tym] projekcie jest to, że każde połączenie podąża za tym, gdzie poszedłeś w przestrzeni. W innych projektach nie zawsze jest to możliwe, mówi Webster. Ten rodzaj kontroli zapobiega uderzaniu sondy o wrażliwą tkankę. Wadą robota przegubowego jest jednak to, że trudniej go miniaturyzować, mówi Webster.

Najmniejsza wersja urządzenia ma długość 300 milimetrów i średnicę 12 milimetrów. W końcu naukowcy z CMU mają nadzieję, że wąż będzie wystarczająco mały, aby dostać się do krwioobiegu przez naczynie krwionośne, mówi Marco Zenati , jeden z głównych badaczy projektu CardioArm i profesor chirurgii na Uniwersytecie w Pittsburghu.

Zenati korzystał w przeszłości z robotycznych asystentów chirurgicznych i zauważa, że ​​wszyscy mają ograniczenia. Na przykład system da Vinci nie może wcisnąć się w ciasne miejsca w ludzkim ciele i wymaga pięciu lub sześciu przejść, mówi.

Zdając sobie sprawę z zapotrzebowania na bardziej zaawansowane roboty do minimalnie inwazyjnej chirurgii, Zenati połączyło siły z Howie Choset , uhonorowany TR35 znany ze swojej pracy w CMU przy crawlingu roboty węże , oraz Alon Wolf , założyciel i dyrektor Laboratorium Biorobotyki i Biometrii w Technion, Israel Institute of Technology.

Pracujemy nad tym, aby mieć tylko jeden port w ciele i od tego momentu móc dotrzeć do dowolnego miejsca, mówi Zenati. Nie ma technologii, która by na to pozwalała. Jedynym jest CardioArm.

Sonda jest obecnie opracowywana przez start-up Cardiorobotics, wcześniej znany jako Innowacyjne technologie , które Zenati i Choset założyli w 2005 roku. Jak dotąd zespół przeprowadził udane operacje sercowo-naczyniowe na dziewięciu świniach i dwóch ludzkich zwłokach, mówi Choset. Według strony internetowej firmy, testy na ludziach na żywo powinny rozpocząć się jeszcze w tym roku.

Węże w sercach: Wężowate ramię CardioArm porusza się wewnątrz membrany otaczającej serce świni.

W przypadku chirurgii małoinwazyjnej masz sztywny laparoskop liniowy lub elastyczny endoskop, który łatwo się wygina; nie ma nic, co byłoby jednocześnie elastyczne i sztywne, mówi Choset. Ale CardioArm ma zalety obu, mówi.

Myślę, że Howie ma dobrą platformę do dostania się na miejsce [chirurgii], mówi Nabil Simaan , adiunkt na Uniwersytecie Columbia, który pracuje nad wkładanymi, wężowymi sondami do jamy brzusznej.

Zespół ma nadzieję, że rozpocznie testowanie ramienia CardioArm w chirurgii naturalnego otworu – technice, w której tkanki są usuwane przez istniejące otwory w ciele, takie jak usta, w celu uniknięcia bólu pooperacyjnego i skrócenia czasu rekonwalescencji. Zenati dąży do tego, aby chirurdzy używali CardioArms jednocześnie, jak ośmiornica, z dwiema lub trzema mackami, które wchodzą przez jedno nacięcie, a następnie rozgałęziają się.

ukryć