Учёные разрабатывают высокоточный хирургический робот для кохлеарной имплантации
Команда хирургов и инженеров Inselspital, Университетской больницы Берна и Центра исследований биомедицинской инженерии ARTORG Бернского университета (Швейцария) разработали высокоточного хирургического робота для кохлеарной имплантации. Точно так же, как авионика позволяет пилоту летать на самолете с помощью прибора исключительно на основе показаний из кабины, хирургический робот, разработанный исследователями для RCI, имеет возможность выполнять операции, которые хирург не может выполнить вручную без робота.
Чтобы встроить электронное устройство кохлеарного имплантата в ухо глухого пациента, хирург должен создать точный доступ из-за уха через кость черепа до самого внутреннего уха. Электрод имплантата, который перекрывает поврежденную часть внутреннего уха и позволяет пациенту снова слышать, затем осторожно вводится в улитку через доступ к кости. В настоящее время эта процедура выполняется вручную, и хирург уха, носа и горла непосредственно просматривает доступ в улитку через отверстие в кости черепа.
Целью Бернского исследовательского проекта было исследование роботизированной кохлеарной имплантациитехнология, которая может привести к новой процедуре имплантации с улучшенными результатами слуха для пациентов с CI. Исследователи обнаружили, что использование программного обеспечения для хирургического планирования и роботизированного сверления может обеспечить доступ к улитке через туннель диаметром примерно 2,5 мм по прямой линии из-за уха. Однако размер и масштаб такой роботизированной процедуры означают, что робот выполняет процедуру сверления без необходимости непосредственного ручного управления хирургом. Задача RCI состояла в том, чтобы спроектировать и разработать отказоустойчивую систему безопасности, которая могла бы отслеживать и контролировать роботизированное сверление за пределами возможностей человеческого хирурга, то есть без непосредственного визуального контроля. Точно так же, как авионика позволяет пилоту управлять самолетом на приборе исключительно на основании показаний из кабины,Хирургический робот, разработанный исследователями для RCI, имеет возможность выполнять операции, которые хирург не может выполнить вручную без робота.
Важнейшими событиями, которые привели к прорыву первой процедуры на пациенте, являются надежные, управляемые компьютером защитные механизмы, применяемые к действиям робота при бурении туннеля в сторону головы пациента. Минимально инвазивный туннель с замочной скважиной проходит на безопасном расстоянии между лицевым нервом и нервом барабанной перепонки в улитке, так что электродный провод имплантата может быть вставлен через это отверстие в улитку под заранее запланированным углом. Безопасная навигация и сверление внутри человеческого уха, которое позволяет избежать повреждения этих нервов и микроскопических структур внутреннего уха, достигается за счет комбинации трех взаимосвязанных компонентов безопасности, которые действуют как глаза, уши и прикосновения хирурга.
Обрисовывая элементы безопасности, профессор Вебер из Центра исследований биомедицинской инженерии ARTORG, Университет Берна, объясняет: «Робот использует несколько датчиков, которые представляют собой высокоточную оптическую систему слежения, датчик сопротивления, который может« чувствовать » «текстура кости во время бурения и радароподобный зонд для стимуляции нерва, который посылает небольшие электрические импульсы в кость, из которых робот может вычислить, находится ли он на заранее спланированной дорожке». Вся эта информация об инструменте сообщает хирургу, где робот находится в любой момент и контролирует безопасное бурение.
«Эта первая роботизированная имплантация улитки является результатом десятилетнего междисциплинарного исследования, проведенного группой биомедицинских инженеров, нейрорадиологов, неврологов, аудиологов, специалистов в области здравоохранения и хирургов», — говорит профессор Марко Каверсаччо из отделения ОРЛ, хирургии головы и шеи, Инсельспитал, Берн. Технология прошла строгие этапы технического и лабораторного тестирования, чтобы обеспечить безопасность пациента, что позволило бы перенести такую сложную технологию из лаборатории в операционную.
«Наши результаты вдохновляют нас на то, что мы решили многие проблемы использования робота для кохлеарной имплантации», — добавляет Каверсаччо. Планируется дальнейшее развитие событий, включая доставку лекарств во внутреннее ухо. Эти трансляционные биомедицинские инженерные проекты будут включать поддержку через Швейцарский институт трансляционной и предпринимательской медицины.
