Forskare har utvecklat en mycket liten magnetisk styrbar kateter för minimalt invasiv kirurgi. Tack vare sin varierande styvhet, kirurger kan utföra mer komplexa rörelser inuti kroppen med en lägre risk för skada på patienten.

För patienter med hjärtarytmi, Kirurger utför rutinmässigt en minimalt invasiv procedur för att avlägsna de delar av hjärtat som orsakar oönskade elektriska impulser. Läkaren för in en kateter genom en ven in i hjärtat som lokalt genererar värme för att ablatera de relevanta sektionerna. För att navigera kateterspetsen genom blodkärlen med hög precision, kirurgen kan böja spetsen manuellt med hjälp av en dragtråd inuti katetern. Dock, katetern kan endast flyttas i två riktningar:till vänster och till höger.

I samarbete med sina EPFL -kollegor, ETH Zürich forskare som arbetar under Brad Nelson, Professor i robotik och intelligenta system, har nu utvecklat en kateter med magnethuvud. Istället för att styras manuellt, den styrs från en dator via ett externt magnetfält. Detta gör att den främre delen av katetern kan böjas i valfri riktning med högsta precision. "Som ett resultat, den nya katetern kan styras genom mer komplexa blodkärl bättre än en konventionell kateter, säger Christophe Chautems, en doktorand i Nelsons grupp. Eftersom den magnetiska katetern inte kräver en dragtråd, det kan göras mycket tunnare. Forskarna har därmed utvecklat den minsta styrbara katetern någonsin.

Variabel styvhet

Med den nya katetern, styvheten på den främre delen kan också justeras, tack vare en legering med låg smältpunkt placerad i tre av dess sektioner. Med strömförsörjning genom fina koppartrådar inuti katetern, dessa sektioner kan värmas upp och därmed göras flexibla.

Om den främre delen av katetern är relativt stel, applicering av ett externt magnetfält låter det böjas endast något. I kontrast, en mjuk kateter tillåter böjar i mycket snäva kurvor. Detta gör att kirurger kan navigera genom blodkärlen med mycket större precision, och minskar också risken för att oavsiktligt skada kärl från insidan.

För kirurger att arbeta med dessa magnetiska katetrar, patienter måste ligga på ett magnetiskt navigationssystem, en apparat som används för att producera riktade magnetfält. Sådana enheter har redan utvecklats av ETH Zürich och en ETH spin-off. I dag, kommersiella leverantörer erbjuder också dessa enheter, som för närvarande används på ett hundratal sjukhus runt om i världen.

Bättre skydd mot strålning

Magnetisk kateternavigering har en annan fördel:i motsats till manuell navigering, kirurgen är inte bredvid patienten, men i ett kontrollrum intill. Detta ger bättre skydd mot strålningen från röntgenapparaten som används för att generera bilder för att navigera inuti patientens kropp. Det är också möjligt att utföra operationen på distans över stora avstånd. Det pågår till och med ansträngningar för att automatisera sådana förfaranden helt på medellång sikt.

För deras proof of concept, ETH-forskare fokuserade på att använda katetern för att behandla hjärtarytmi. De fick systemet patenterat och söker partners från industrin för att vidareutveckla katetern och ta ut den på marknaden. De arbetar också med kateterapplikationer inom ögon- och gastrointestinala kirurgi.