In einer medizinischen ersten Phase haben Chirurgen einen Roboter verwendet, um im menschlichen Auge zu operieren, was die Genauigkeit einer empfindlichen Operation zur Entfernung des feinen Membranwachstums auf der Netzhaut erheblich verbessert. Ein solches Wachstum verzerrt das Sehvermögen und kann, wenn es nicht kontrolliert wird, zur Erblindung des betroffenen Auges führen.
Derzeit führen Ärzte diese übliche Augenoperation ohne Roboter durch. Angesichts der empfindlichen Natur der Netzhaut und der Enge der zu operierenden Öffnung können selbst hochqualifizierte Chirurgen zu tief schneiden und geringe Mengen an Blutungen und Narben verursachen, was laut den Forschern möglicherweise zu anderen Formen der Sehbehinderung führt testete die neue Roboteroperation in einem kleinen Versuch. Das Pulsieren von Blut durch die Hände des Chirurgen reicht aus, um die Genauigkeit des Schnitts zu beeinträchtigen, sagten die Forscher.
In der Studie führten Chirurgen in einem Krankenhaus in Großbritannien die Membranentfernungsoperation an 12 Patienten durch. Sechs dieser Patienten wurden nach dem traditionellen Verfahren und sechs nach der neuen Robotertechnik behandelt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Patienten in der Robotergruppe signifikant weniger Blutungen und weniger Schäden an der Netzhaut hatten.
Die Technik ist "eine Vision der Augenchirurgie in der Zukunft", sagte Dr. Robert E. MacLaren, Professor für Augenheilkunde an der Universität Oxford in Großbritannien, der das Studienteam leitete und einige der Operationen durchführte Erklärung. MacLaren präsentierte die Ergebnisse heute (8. Mai) auf der Jahrestagung der Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO), die diese Woche in Baltimore stattfand.
"Dies sind die frühen Stadien einer neuen, leistungsstarken Technologie", sagte MacLarens Kollege Dr. Marc de Smet, ein niederländischer Augenarzt, der beim Entwurf des Roboters mitgewirkt hat. "Wir haben Sicherheit bei einer heiklen Operation bewiesen. Das System kann hochpräzise 10 Mikrometer in allen drei Primärbereichen liefern, was etwa zehnmal genauer ist als das, was ein Chirurg tun kann", sagte de Smet. (Die drei Hauptrichtungen sind oben / unten, links / rechts und zum Kopf / zu den Füßen.)
Das Membranwachstum auf der Netzhaut führt zu einem Zustand, der als epiretinale Membran bezeichnet wird und eine häufige Ursache für Sehstörungen ist. Die Netzhaut ist die dünne Schicht auf der Rückseite des Auges, die Lichtwellen in Nervenimpulse umwandelt, die das Gehirn dann als Bilder interpretiert.
Eine epiretinale Membran kann sich aufgrund eines Augentraumas oder von Erkrankungen wie Diabetes bilden. Häufiger ist sie jedoch mit natürlichen Veränderungen des Glaskörpers verbunden, der gelartigen Substanz, die das Auge füllt und ihm hilft, eine runde Form beizubehalten. Mit zunehmendem Alter schrumpft der Glaskörper langsam und zieht sich von der Netzhautoberfläche zurück, wobei er manchmal reißt.
Die Membran ist im Wesentlichen eine Narbe auf der Netzhaut. Es kann wie ein Film wirken und die klare Sicht verdecken oder die Form der Netzhaut verzerren. Die Membran kann sich über der Makula bilden, einem Bereich nahe der Mitte der Netzhaut, der Bilder scharf fokussiert. Dies ist ein entscheidender Prozess zum Lesen oder Sehen feiner Details. Wenn sich hier Membranen bilden, wird das zentrale Sehvermögen einer Person verschwommen und verzerrt, was als Makulafältchen bezeichnet wird.
Das Entfernen der Membran kann das Sehvermögen verbessern, sagte MacLaren, aber die Operation ist sehr kompliziert. Die Membran ist nur etwa 10 Mikrometer dick oder etwa ein Zehntel so breit wie ein menschliches Haar, und sie muss von der Netzhaut abgetrennt werden, ohne die Netzhaut zu beschädigen ... während das Auge des anästhesierten Patienten bei jedem Herzschlag wackelt, sagte MacLaren .
Angesichts der Notwendigkeit einer solchen Präzision entwickelten de Smet und seine niederländische Gruppe im Laufe von etwa 10 Jahren ein Robotersystem. Robotergestützte Operationen sind heute üblich, insbesondere bei der Entfernung von Krebstumoren und erkrankten Geweben, wie im Fall von Hysterektomien und Prostatektomien. Aber es wurde nie am menschlichen Auge versucht, angesichts der feineren Präzision, die benötigt wird, sagten die Forscher.
Die Gruppe von De Smet hatte 2011 ein Arbeitsmodell des Robotersystems, das von de Smet und Maarten Steinbuch, einem Ingenieurprofessor an der Universität Eindhoven in den Niederlanden, entwickelt wurde. Sie demonstrierten die Nützlichkeit des Systems im Jahr 2015 bei Schweinen, die Augen von ähnlicher Größe wie Menschen haben.
MacLarens Team verwendete das System erstmals im September 2016 bei einem Menschen, einem 70-jährigen Priester aus Oxford, England. Nach dem Erfolg dieser Operation führte MacLarens Team in einer randomisierten klinischen Studie eine Studie an 11 weiteren Patienten durch, in der Hoffnung, dies zu tun Messen Sie die Genauigkeit des Robotersystems im Vergleich zur menschlichen Hand.
Der Roboter wirkt wie eine mechanische Hand mit sieben unabhängigen Motoren, die Bewegungen mit einer Genauigkeit von bis zu 1 Mikron ausführen können. Der Roboter arbeitet im Auge durch ein einzelnes Loch mit einem Durchmesser von weniger als 1 Millimeter und geht während verschiedener Schritte des Verfahrens durch dasselbe Loch in das Auge hinein und aus diesem heraus. MacLaren erklärte, dass der Chirurg die Kontrolle über einen Joystick und einen Touchscreen hat, um die Roboterhand zu manövrieren und gleichzeitig die Bewegungen durch das Operationsmikroskop zu überwachen.
Während der Studie entwickelten zwei Patienten, die sich der Roboteroperation unterzogen hatten, Mikroblutungen, was ein wenig Blutung bedeutet, und einer erlebte eine "Netzhautberührung", was bedeutet, dass ein erhöhtes Risiko für Netzhautriss und -ablösung bestand. In der Gruppe der traditionellen Chirurgen traten bei fünf Patienten Mikroblutungen auf, und zwei hatten Netzhautberührungen.
MacLaren sagte, dass die Präzision, die das Robotersystem bietet, möglicherweise neue chirurgische Eingriffe ermöglicht, von denen Chirurgen geträumt haben, von denen jedoch angenommen wurde, dass sie zu schwierig durchzuführen sind. Zum Beispiel sagte MacLaren, er hoffe, das Robotersystem als nächstes verwenden zu können, um eine feine Nadel unter die Netzhaut zu platzieren und Flüssigkeit durch diese zu injizieren, was bei der Gentherapie der Netzhaut helfen könnte, einer vielversprechenden neuen Behandlung für Blindheit.
"Die Robotertechnologie ist sehr aufregend und die Fähigkeit, sicher unter der Netzhaut zu operieren, wird einen großen Fortschritt bei der Entwicklung genetischer und Stammzellbehandlungen für Netzhauterkrankungen darstellen", sagte MacLaren gegenüber Live Science.
Das chirurgische System wurde von Preceyes BV entwickelt, einem niederländischen Unternehmen für medizinische Robotik, das von de Smet und anderen an der Universität Eindhoven gegründet wurde.
