Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben een operatierobot ontwikkeld om chirurgen het precieze werk uit handen te nemen van een gat frezen in de schedelbasis. Dit werk moet uiterst nauwkeurig gebeuren en vergt vaak vele uren. De ingreep vereist het uiterste van chirurgen. De robot kan met sub-millimeterprecisie automatisch en veilig een holte frezen van de gewenste vorm en afmetingen. Jordan Bos is op 16 april gepromoveerd aan de TU Eindhoven op de robot die hij ontwierp en bouwde.
Chirurgen maken jaarlijks bij meer dan honderdduizend mensen wereldwijd een gat in de schedelbasis. Dat kan zijn om een infectie of kanker te behandelen, of om een cochleair implantaat (gehoorimplantaat) te plaatsen. Dit is een delicate taak, want de chirurg in kwestie komt veel structuren tegen die niet geraakt mogen worden. Voorbeelden zijn de gezichts- en de smaakzenuw, het binnenoor en het evenwichtsorgaan.
Verder kan botvijlsel en bloed het zicht door de microscoop belemmeren tijdens de ingreep. De chirurg moet dan ook met uiterste concentratie werken, en dat vaak uren aaneen, in een oncomfortabele houding. Reden voor KNO-arts en schedelbasischirurg Dirk Kunst van het Radboud UMC in Nijmegen om Jordan Bos te vragen een robot te ontwikkelen die dit soort operaties deels of geheel kan overnemen.
RoBoSculpt boort nauwkeurig gat in schedel
Bos bezocht eerst zo’n twintig schedelbasisoperaties om deze ingrepen te bestuderen en bedacht daarna zo’n twintig concepten. Van het beste concept maakte hij een detailontwerp en een prototype. Dat is nu klaar is; de eerste technische testen zijn gedaan. De robot – RoBoSculpt - werkt op basis van nauwkeurige instructies van de chirurg. Die geeft op CT-beelden van de schedel van de patiënt nauwkeurig aan welk stuk bot de robot weg moet halen. De robot zelf is een zeer geavanceerde arm die een bestaand chirurgisch boorapparaat vasthoudt. Voor de operatie wordt het hoofd nauwkeurig gefixeerd; daarna boort en freest de robot de gewenste holte uit.
Omdat de robot sneller werkt, kan de duur van de ingreep korter worden. De verwachting is dan ook dat de robot nauwkeurigere ingrepen mogelijk maakt, met kortere hersteltijd. Ook zullen er minder complicaties en hersteloperaties zijn. Dat zou dit soort operaties minder belastend maken voor de patiënt en minder kostbaar. Verder kunnen chirurgen er baat bij hebben doordat een belastende taak wordt overgenomen, wat bovendien een drempel wegneemt om tot op hogere leeftijd door te werken.
Geavanceerde freesmachine
De robot is eigenlijk een geavanceerde computergestuurde freesmachine, een CNC-frees-machine. Hij heeft zeven bewegingsassen om alle mogelijke hoeken te kunnen maken. Ondanks het hoge aantal assen is het apparaat zeer nauwkeurig, dankzij de compactheid, de hoge stijfheid, het lage gewicht en de minimale speling op de assen. Ook kan de robot goed afgedekt worden met een steriele hoes, belangrijk in de operatiekamer.
Schedelbasischirurg Dirk Kunst, die als co-promotor Bos mee begeleidde, ziet de robot als een belangrijke stap naar de operatiekamer van de toekomst. “RoBoSculpt is een optimale samenwerking tussen de chirurg en de machine; ze vullen elkaar echt aan om het beste resultaat te behalen voor de patiënt.”
De eerste preklinische testen met de robot vinden dit jaar al plaats bij het Radboud UMC. De eerste ingreep op mensen zou over twee tot drie jaar kunnen. Een mogelijke eerste stap qua invoering is dat de robot het voorbereidende werk doet en de chirurg zelf het cruciale laatste deel, om zo veilig ervaring op te doen met de robot. Het is de bedoeling dat het bedrijf Eindhoven Medical Robotics, de robot naar de markt brengt in samenwerking met de TU Eindhoven. De robot zal naar verwachting binnen vijf jaar zijn eerste operatie uitvoeren.
Alleen precisie-ingrepen op hard weefsel
Een robot die voorgeprogrammeerd een chirurgische ingreep uitvoert, is een nieuwe ontwikkeling. Toch denkt Bos niet dat er op korte termijn robots komen die allerlei andere operaties kunnen uitvoeren. “Het principe van deze robot is alleen toepasbaar bij precisie-ingrepen op harde weefsels, vooral bot. Zacht weefsel is niet nauwkeurig genoeg te fixeren.”
Jordan Bos promoveerde op 16 april bij
Maarten Steinbuch, hoogleraar Control Systems Technology en lid van de Redactieraad van ICT&health. De co-promotoren zijn Nick Rosielle (TU Eindhoven) en Dirk Kunst (Radboud UMC). Bos presenteert zijn robot later deze week aan schedelbasis-chirurgen, op het Congress of the European Skull Base Society in Warschau.
Opkomst van de robot
Robots worden al langer - denk aan de da Vinci robot - en steeds vaker ingezet ter ondersteuning van chirurgen. Bijvoorbeeld om meer delicate ingrepen mogelijk te maken. Zo gaat het Maxima Medisch Centrum (MMC) een robotarm van
FlexDex Surgical inzetten om chirurgen te ondersteunen bij kijkoperaties. Er wordt sinds 23 maart met de robotarm getraind.
Het Oogziekenhuis Rotterdam heeft eerder dit jaar een operatierobot voor oogchirurgie gebruik genomen. De operatierobot van
Preceyes zal ingezet worden bij netvliesoperaties om patiënten preciezer en veiliger te helpen. Ook moet de robot op termijn behandelingen mogelijk maken om aandoeningen aan het netvlies te verholpen waar nu nog geen adequate behandelingen voor zijn. Het systeem in het Rotterdamse oogziekenhuis is het tweede Preceyes Surgical System dat wereldwijd in gebruik is genomen.
Plastisch chirurgen van het Maastricht UMC+ hebben begin september 2017 een
operatie uitgevoerd met een robotsysteem om lymfoedeem bij een patiënt te verhelpen. De artsen hechtten tijdens de operatie met behulp van de robot vaatjes van 0,3 tot 0,8 millimeter aan elkaar, in de arm van de patiënt. Dat vereist een precisie die met het robotsysteem van het Eindhovense bedrijf Microsure veel eenvoudiger te behalen is dan met de menselijke hand.
