Телероботизированная система, помогающая хирургам дистанционно лечить пациентов, перенесших инсульт

Инженеры Массачусетского технологического института разработали телероботизированную систему, которая поможет хирургам быстро и дистанционно лечить пациентов, перенесших инсульт или аневризму. С помощью модифицированного джойстика хирурги в одной больнице могут управлять роботом-манипулятором в другом месте, чтобы безопасно оперировать пациента в критический период времени, что может спасти жизнь пациента и сохранить функцию его мозга.

Роботизированная система, движение которой контролируется с помощью магнитов, предназначена для удаленной помощи при эндоваскулярном вмешательстве — процедуре, выполняемой в экстренных ситуациях для лечения инсультов, вызванных тромбом. Для таких вмешательств обычно требуется, чтобы хирург вручную направлял тонкую проволоку к тромбу, где он мог физически устранить закупорку или доставить лекарство для ее разрушения.

Одним из ограничений таких процедур является доступность:нейроваскулярные хирурги часто базируются в крупных медицинских учреждениях, труднодоступных для пациентов в отдаленных районах, особенно в «золотой час» — критический период после начала инсульта, в течение которого должно проводиться лечение. чтобы свести к минимуму любое повреждение мозга.

Команда Массачусетского технологического института предполагает, что их роботизированная система может быть установлена ​​в небольших больницах и удаленно управляться обученными хирургами в крупных медицинских центрах. Система включает в себя роботизированную руку медицинского класса с магнитом, прикрепленным к ее запястью. С помощью джойстика и визуализации в реальном времени оператор может регулировать ориентацию магнита и манипулировать рукой, чтобы направлять мягкую и тонкую магнитную проволоку через артерии и сосуды.

Исследователи продемонстрировали систему на «фантоме» — прозрачной модели с сосудами, воспроизводящими сложные артерии головного мозга. Всего за час обучения нейрохирурги смогли удаленно управлять рукой робота, чтобы провести провод через лабиринт сосудов, чтобы достичь целевых точек на модели.

«Мы представляем, что вместо того, чтобы перевозить пациента из сельской местности в крупный город, он мог бы отправиться в местную больницу, где медсестры могли бы настроить эту систему. Нейрохирург в крупном медицинском центре мог наблюдать за пациентом в режиме реального времени и использовать робота для работы в этот золотой час. Это наша будущая мечта», — сказал Сюаньхэ Чжао, профессор машиностроения, гражданского и экологического проектирования в Массачусетском технологическом институте.

Чжао и его команда опубликовали свои выводы в журнале Science Robotics. Новая система команды основана на работе 2019 года, в которой они продемонстрировали управление магнитно-управляемой нитью через силиконовую модель кровеносных сосудов мозга в натуральную величину. В то время они делали это с помощью ручного магнита размером с банку супа, которым управляли вручную.

С тех пор они прикрепили магнит к концу робота-манипулятора медицинского назначения, которым можно управлять с помощью небольшого джойстика на мыши. Наклоняя джойстик, исследователи могут наклонять магнит в направлении, которому может следовать магнитный провод. Кнопки мыши управляют набором моторизованных линейных приводов, которые выдвигают и втягивают провод, заставляя его двигаться вперед и назад.

Провод такой же тонкий и гибкий, как и обычный сосудисто-нервный проводник, с мягким, чувствительным к магнитному полю наконечником, который следует и изгибается в направлении магнитного поля.

Роботизированная система была протестирована в катетерной лаборатории MGH — операционной со стандартным медицинским оборудованием для визуализации, используемым при эндоваскулярных процедурах. Исследователи установили роботизированную руку в лаборатории вместе с силиконовой моделью кровеносных сосудов в натуральную величину. Они установили джойстик вместе с монитором, отображающим живое видео модели, в диспетчерской. Всего через час обучения нейрохирурги смогли успешно управлять системой, проводя проводник через сложные сосуды, которые трудно провести с помощью ручного проводника.

Команда также использовала роботизированную систему для очистки смоделированных тромбов в труднодоступных местах модели. Они провели проводник через сосуды, огибая острые углы и повороты, чтобы добраться до областей, где исследователи имитировали тромбы. После того, как проводник был направлен к тромбу, хирурги применили стандартные эндоваскулярные методы, чтобы ввести микрокатетер вдоль провода к месту образования тромба. Они убрали провод, оставив катетер, который затем успешно удалили сгусток.

Команда Массачусетского технологического института надеется, что дистанционно управляемая система поможет большему количеству пациентов получить срочное лечение.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Сарой Макдоннелл по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; 617-253-8923.