Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben een operatierobot ontwikkeld die ook ingezet kan worden voor cochleair implantaat operaties. De operatierobot kan de chirurgische boorwerkzaamheden in de schedel die nodig is voor een cochleair implantaat uitvoeren. Een dergelijke operatie moet uiterst nauwkeurig plaatsvinden en vereist een zeer goede concentratie van de chirurg.
De ontwikkelde operatierobot is in staat met sub-millimeterprecisie automatisch en veilig een holte te frezen van de gewenste vorm en afmetingen. Jordan Bos promoveerde op 16 april op deze robot die hij ontwierp en bouwde. De operatierobot die ook geschikt is voor CI-operaties zal naar verwachting binnen vijf jaar voor het eerst worden ingezet.
RoBoSculpt, de operatierobot van Jordan Bos, met een ‘fantoom’ van een stuk van de schedelbasis. De rest van de schedel is virtueel toegevoegd om helder te maken waar in het lichaam het stuk bot zich bevindt. Foto: Bart van Overbeeke.
Chirurgen maken jaarlijks bij meer dan honderdduizend mensen wereldwijd een gat in de schedelbasis, bijvoorbeeld om een cochleair implantaat te kunnen plaatsen of om infecties of kanker te behandelen. Dit is een zeer delicate taak, want de chirurg komt daarbij nogal wat structuren tegen die niet beschadigd mogen worden. Denk hierbij aan de aangezichts- en de smaakzenuw, het binnenoor en het evenwichtsorgaan. Een bijkomend probleem bij een dergelijke operatie is dat botvijlsel en bloed het zicht door de microscoop kan belemmeren. De chirurg moet dan ook vaak uren achtereen met uiterste concentratie werken, veelal in een oncomfortabele houding.
Operatierobot kan CI operatie deels overnemen
Jordan Bos ontwikkelde op verzoek van KNO-arts Dirk Kunst van het Radboud UMC in Nijmegen een robot om dit soort operaties deels of geheel over te nemen. Hiervoor bezocht promovendus Bos eerst zo’n twintig schedelbasisoperaties om deze ingrepen te bestuderen, en bedacht daarna zo’n twintig concepten. Van het beste concept bouwde hij een prototype. Met de operatierobot die nu klaar is zijn de eerste technische testen gedaan.
Operatierobot met geavanceerde arm
De operatierobot, met de naam 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 is feitelijk een zeer geavanceerde arm, die een bestaand chirurgisch boorapparaat vasthoudt. Voor aanvang van de operatie, wordt het hoofd nauwkeurig gefixeerd, vervolgens boort en freest de robot de gewenste holte uit.
Chirurgische ingreep CI korter
Doordat de robot in principe sneller werkt, is de duur van de chirurgische ingreep korter. De verwachting is dat de robot nauwkeurigere ingrepen mogelijk maakt, met kortere hersteltijd, en dat er minder complicaties en hersteloperaties zullen zijn. Dat zou dit soort operaties minder belastend maken voor de patiënt en minder kostbaar. Verder kunnen natuurlijk ook chirurgen er baat bij hebben doordat een belastende taak wordt overgenomen, wat bovendien een drempel wegneemt om tot op hogere leeftijd door te werken.
Zeven bewegingsassen
De robot is eigenlijk een geavanceerde computergestuurde freesmachine, ofwel 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, wat belangrijk is in de operatiekamer.
Schedelbasischirurg Dirk Kunst, die als co-promotor Bos begeleidde, is enthousiast over de robot. “Dit is 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.”
Eerste pre-klinische testen met operatierobot dit jaar
De eerste pre-klinische testen met de operatierobot gaan dan ook nog dit jaar plaats vinden, bij het Radboud UMC. De eerste ingreep op mensen zou over zo’n drie jaar kunnen plaatsvinden. Een mogelijke eerste stap qua invoering is dat de robot het voorbereidende werk doet, en de chirurg zelf het cruciale laatste deel, om zo op een veilige manier ervaring op te doen met de robot. Het is de bedoeling dat het bedrijf Eindhoven Medical Robotics, de robot naar de markt gaat brengen in samenwerking met de TU Eindhoven.
Geen brede toepassing operatierobots
Een robot die voorgeprogrammeerd een chirurgische ingreep uitvoert, is een nieuwe ontwikkeling. Toch denkt Bos niet dat op korte termijn robots breed worden toegepast bij andere operaties. “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 is op 16 april gepromoveerd bij Maarten Steinbuch, hoogleraar Control Systems Technology. De co-promotoren waren Nick Rosielle (TU Eindhoven) en Dirk Kunst (Radboud UMC). Bos presenteert zijn robot later die week aan schedelbasis-chirurgen, op het Congress of the European Skull Base Society in Warschau.
Bron: TU Eindhoven
