Удаленная телероботизированная система позволяет хирургам лечить инсульт в реальном времени

Инженеры MIT разработали телероботизированную систему, помогающую хирургам быстро и удаленно лечить пациентов, переживающих инсульт или аневризму. С модифицированным джойстиком хирурги в одной больнице могут управлять роботизированной рукой в другой локации для безопасной операции пациента в критическое временное окно, которое может спасти жизнь и сохранить мозговую функцию.

Роботизированная система, движение которой контролируется магнитами, разработана для удаленной помощи в эндоваскулярной интервенции — процедуре, выполняемой в экстренных ситуациях для лечения инсульта, вызванного тромбом. Такие интервенции обычно требуют от хирурга вручную вести тонкий провод к тромбу, где он может физически очистить затор или доставить лекарства для его растворения.

Одно ограничение таких процедур — доступность: нейроваскулярные хирурги часто базируются в крупных медучреждениях, труднодоступных для пациентов в удаленных районах, особенно в «золотой час» — критический период после начала инсульта, в течение которого лечение должно быть проведено для минимизации повреждений мозга.

Команда MIT представляет, что их роботизированная система может быть установлена в мелких больницах и удаленно управляться обученными хирургами в крупных медцентрах. Система включает медицинский роботизированный рычаг с магнитом на запястье. С джойстиком и живой визуализацией оператор может регулировать ориентацию магнита и манипулировать рычагом для ведения мягкого и тонкого магнитного провода через артерии и сосуды.

Исследователи продемонстрировали систему в «фантоме» — прозрачной модели с сосудами, реплицирующими сложные артерии мозга. С всего одним часом обучения нейрохирурги смогли удаленно управлять рукой робота, чтобы вести провод через лабиринт сосудов к целевым локациям в модели.

«Мы представляем, вместо транспортировки пациента из сельской области в большой город, они могли бы пойти в местную больницу, где медсестры настраивают эту систему. Нейрохирург в крупном медцентре мог бы смотреть живую визуализацию пациента и использовать робота для операции в тот золотой час. Это наша мечта на будущее», — сказал Сюаньхэ Чжао, профессор механической инженерии и гражданской/экологической инженерии в MIT.

Чжао и команда опубликовали результаты в Science Robotics. Новая система строится на работе 2019 г., когда они продемонстрировали управление магнитным нитем через жизнеразмерную силиконовую модель сосудов мозга. Тогда использовали ручной магнит размером с банку супа, который вручную манипулировали.

С тех пор они закрепили магнит на конце медицинского роботизированного рычага, который можно рулить с помощью маленького джойстика на мыши. Наклоняя джойстик, исследователи могут наклонять магнит в ориентацию, за которой следует магнитный провод. Кнопки на мыши управляют набором моторизованных линейных приводов, которые продвигают и оттягивают провод для движения вперед и назад.

Провод такой же тонкий и гибкий, как обычный нейроваскулярный гайдвайр, с мягкой магнитореагирующей наконечником, следующим и изгибающимся в направлении магнитного поля.

Роботизированная система тестировалась в Catheter Lab MGH — операционной с стандартным медобразованием для эндоваскулярных процедур. Установили роботизированный рычаг в лабе вместе с жизнеразмерной силиконовой моделью сосудов. Поставили джойстик с монитором, показывающим живое видео модели, в комнату управления. После всего одного часа обучения нейрохирурги смогли успешно оперировать системой, ведя провод через сложные сосуды, трудные для навигации ручным гайдвайром.

Команда также использовала роботизированную систему для очистки смоделированных тромбов в труднодоступных областях модели. Направили гайдвайр через сосуды, вокруг острых углов и поворотов, чтобы достичь регионов, где смоделировали тромбы. После достижения тромба хирурги продолжили стандартными эндоваскулярными методами: навели микрокатетер вдоль провода к месту тромба. Оттянули провод, оставив катетер, который затем применили для успешного удаления тромба.

Команда MIT надеется, что телеоперируемая система поможет большему числу пациентов получить критически важное по времени лечение.

Для получения информации свяжитесь с Сара МакДоннелл по email (защищен от спам-ботов, нужен JS); 617-253-8923.