Boston Çocuk Hastanesi biyo-mühendisleri, bağımsız bir şekilde vücutta gezinebilen bir robotu yönetebildiklerini açıkladılar. Araştırma ekibi kardiyak kapağı sızdıran hayvan modelinde, bir cerrahın rehberliği gerek olmadan kanla dolu bir kalbin duvarları boyunca hasarlı sızdıran kapağa giden yolu bulmak için bir robot kateter programladı. Çalışma 24 Nisan’da Science Robotics’te yayımlandı.
Cerrahlar, joysticklerle işletilen robotları on yıldan uzun süredir kullanıyorlar ve birçok çalışma ekibi küçük robotların vücutta manyetizma gibi dış kuvvetler tarafından yönlendirilebileceğini gösteriyor. Bununla birlikte, Boston’daki Pediatrik Kardiyak Biyomühendislik Bilimleri kıdemli araştırmacısı Pierre Dupont bu araştırmanın vücudun içinde istenen bir yere kendi kendini sürerek giden bir arabanın ilk raporu olduğunu belirtiyor.
Dupont, cerrahlara karmaşık operasyonlarda yardımcı olan, yorgunluğu azaltan ve cerrahları en zor manevralara odaklanmaları ve sonuçları iyileştirmeleri konusunda yardımcı olan özerk robotlar öngörüldüğüne dikkat çekti.
Araştırma ekibinin robotik kateteri, Dupont laboratuarında geliştirilen, kalp anatomisi ve preoperatif taramalar haritası tarafından bilgilendirilen optik bir dokunuş algılayıcı kullanılarak yönlendirildi. Dokunmatik sensör, kateterin kalbin neresinde ve nereye gitmesi gerektiğini bulmasını sağlamak için yapay zeka ve görüntü işleme algoritmaları kullanıyor.
Demo için, araştırma ekibi, kenarlarından sızdırmaya başlayan kalp kapakçıklarını değiştirilerek tamir edilmesi gereken, paravalvüler aort sızıntısının kapanması olarak bilinen, oldukça zorlu ve yüksek teknik gerektiren bir prosedür uyguladılar. Robotik kateter sızıntı konumuna ulaştığında, deneyimli bir kalp cerrahı kontrolü ele alarak sızıntıyı kapatmak için bir tıkaç yerleştirdi.
Tekrarlanan denemelerde, robotik kateter başarılı bir şekilde sızdıran kalp kapakçıklarına bir el aleti veya joystick kumandalı bir robot kullanan cerrahla neredeyse aynı sürede yöneldi.
BİYOLOJİDEN İLHAM ALAN NAVİGASYON
Robotik kateterin optik dokunma sensörü böceklerin antenleri ya da kemirgenlerin bıyıkları ile alışılmadık, karanlık ortamların zihinsel haritalarını oluşturmak için çevrelerini örnekledikleri gibi duvar izleyen olarak adlandırılan bir seyir tekniği ile çevresini düzenli aralıklarla örnekledi. Sensör, katetere kan, kalp duvarı veya bir kapağa, ucuna monte edilmiş bir kameradan gelen görüntüler yoluyla, dokunup dokunmadığını ve atan kalbe zarar vermemek için ne kadar baskı yapması gerekip gerekmediğini söyledi.
Preoperatif görüntüleme ve makine öğrenmesi algoritmalarından elde edilen veriler kateterin görsel özellikleri yorumlamasına yardımcı oldu. Bu şekilde, robot kateter kendiliğinden kalbin tabanından, sol ventrikül duvarı boyunca ve sızdıran kapağın etrafından sızıntının konumuna ulaşana kadar ilerledi.
Dupont, algoritmaların kateterin hangi dokuya dokunduğunu, kalbin neresinde olduğunu ve nereye gitmek istediğimizi elde etmek için bir sonraki hareketini nasıl seçmesi gerektiğini bulmasına yardımcı olduğun belirtti. Özerk robot, cerrahın sızdıran kapağa ulaşmasından biraz daha uzun sürede ulaştı, bu durum duvar takip tekniğinin en uzun yolu kullandığını açıklıyor.
Dupont’un çalışmalarından haberi olan bazı girişimsel kardiyologlar, navigasyondan daha fazla olarak, rutin kalp haritalama görevlerini yerine getirmek için robotların kullanılabileceğini öngörüyorlar. Bazıları, bu teknolojinin özellikle zor veya sıra dışı durumlarda rehberlik sağlaması veya dünyanın deneyimli cerrahlarından yoksun olan bölgelerde yardımcı olabileceğini düşünüyor.
Özgün makale için: https://robotics.sciencemag.org