Att borra ut ett hål i skallbasen kräver stor precision och tar ofta många timmar, ett krävande ingrepp för en kirurg. Forskare från Eindhovens tekniska universitet (TU/e) har utvecklat en operationsrobot för att ta över denna uppgift. Med sub-millimeter precision, roboten kan automatiskt och säkert fräsa ett hålrum med önskad form och dimensioner. Jordan Bos doktorerade den 16 april för roboten han designade och byggde. Roboten förväntas utföra sin första operation inom fem år.

Varje år, kirurger trepanerar mer än 100, 000 människor över hela världen, till exempel för att behandla infektioner eller cancer, eller att placera ett cochleaimplantat. Detta är en delikat uppgift, eftersom de stöter på en hel del strukturer som de måste undvika, såsom motoriska och sensoriska nerver, och strukturer i innerörat. Dessutom, benspån och blod hindrar sikten genom mikroskopet under proceduren. Kirurgen måste därför arbeta med extrem koncentration, ofta i timmar, i en obekväm ställning.

På begäran av ÖNH-läkare och skallbaskirurg Dirk Kunst vid Radboud UMC i Nijmegen, Jordan Bos utvecklade en robot för att ta över åtminstone en del av dessa operationer. Han besökte först ett 20-tal skallbasoperationer för att studera dessa ingrepp, och tog sedan fram ett 20-tal koncept. Han skapade en detaljerad design av det bästa konceptet och byggde en prototyp, som nu är klar, och med vilka de första tekniska testerna redan har utförts.

Roboten, kallas RoBoSculpt, arbetar på grundval av exakta instruktioner från kirurgen, som exakt indikerar borrplatsen på CT-bilder av patientens skalle. Roboten består av en avancerad arm som håller ett kirurgiskt borrverktyg. Innan operationen, patientens huvud fixeras noggrant i position och sedan fräser roboten den önskade håligheten.

Betungande uppgift

Eftersom roboten i princip arbetar snabbare än en kirurg, varaktigheten av en operation kan förkortas. Det förväntas att roboten kommer att göra mer exakta procedurer möjliga, med kortare återhämtningstider, och kommer att resultera i färre komplikationer och återhämtningsoperationer. Det skulle göra den här typen av operationer mindre stressande för patienten och potentiellt billigare. Kirurger gynnas, eftersom de är befriade från en betungande uppgift.

Roboten är faktiskt en avancerad, datorstyrd fräsmaskin, eller en CNC-fräsmaskin, med sju rörelseaxlar. Tack vare det höga antalet axlar, enheten är mycket exakt, och är anmärkningsvärd för kompakthet, hög grad av styvhet, låg vikt och minimalt spel på axlarna. Roboten kan också täckas med ett sterilt lock, vilket är viktigt i operationssalen.

Skallebas kirurg Dirk Kunst, som fungerade som medhandledare för Bos, är entusiastisk över roboten. "Detta är ett viktigt steg mot framtidens operationssal. RoBoSculpt är ett optimalt samarbete mellan kirurgen och maskinen; de kompletterar verkligen varandra för att uppnå bästa resultat för patienten."

De första prekliniska testerna med roboten startar i år vid Radboud UMC. Den första operationen på en patient skulle kunna ske om två till tre år. En möjlig första procedur skulle få roboten att utföra det förberedande arbetet, och kirurgen genomför den avgörande slutborrningen, för att få erfarenhet på ett säkert sätt med roboten. Företaget Eindhoven Medical Robotics planerar att kommersialisera tekniken, i samarbete med TU/e.

En robot som är förprogrammerad att utföra ett kirurgiskt ingrepp är en ny utveckling. Ändå, Bos tror inte att robotar kommer att kunna utföra alla möjliga andra operationer på kort sikt. "Designen av denna robot är endast tillämpbar på precisionsapplikationer för hårda strukturer i människokroppen, specifikt ben. Mjuk vävnad kan inte fixeras med tillräcklig precision."