Mikrochirurgiczny robot toruje sobie drogę wewnątrz bijącego, żywego serca. Niczym mikroskopijny samochód autonomiczny nawiguje sam, bez pomocy chirurga. Samodzielnie szuka najlepszej drogi do celu: nieszczelnej zastawki serca, którą należy naprawić
Szczelina obok sztucznej zastawki
„Rozpoznano u Pana/i niewydolność serca, czyli stan, w którym wydajność serca jako pompy jest mniejsza niż zwykle. Powoduje to między innymi takie objawy jak: zmniejszenie tolerancji wysiłku, duszność podczas wykonywania różnych czynności. Ponadto większe niż zwykle uczucie zmęczenia i występowanie obrzęków. Przeprowadzone u Pana/i badania lekarskie wskazują, że w dużej mierze za stan ten odpowiada wytworzenie się przecieku obok wszczepionej Panu/i sztucznej zastawki serca” – czytamy na stronie Górnośląskiego Centrum Medycznego.
Co nas czeka, jeśli usłyszymy taką diagnozę?
Prawdopodobnie w miejscu przecieku trzeba umieścić kilkumilimetrowe urządzenie, tak zwany okluder. Zakłada się go przez tętnicę lub żyłę, nakłuwając jedno z tych naczyń w pachwinie, okolicy łokcia lub nadgarstka. Po nakłuciu do żyły lub tętnicy wprowadza się długą rurkę, zwykle o średnicy 2-3mm. Przez nią dostarczny jest okluder w miejsce występowania przecieku.
Cały zabieg jest wykonywany pod kontrolą promieniowania rentgenowskiego. Podawany jest również tak zwany środek kontrastowy – płyn widoczny w promieniach rentgenowskich. Precyzyjne zlokalizowanie przecieku oraz dokładne umieszczenie okludera wymaga jednocześnie wykonywania USG serca za pomocą sondy umieszczonej w przełyku.
Jest szansa, że za jakiś czas ten zabieg będzie wyglądał nieco inaczej.
Grupa bioinżynierów ze szpitala dziecięcego w Bostonie właśnie opublikowała w Science Robotics pracę na temat swojego najnowszego osiągnięcia: mikroskopijnego robota, który wewnątrz ciała potrafi samodzielnie odnaleźć drogę do przeciekającej zastawki serca.
Robot rozpoznaje teren jak gryzonie
Chirurdzy już od dekady używają robotów przy operacjach serca. Jednak jak dotąd kierują nimi ręcznie, za pomocą joysticków albo systemu magnetycznego.
Tymczasem robot autorstwa naukowców z Bostonu ma sensory (optyczny i dotyku) i algorytmy sztucznej inteligencji wykształcone na obrazach serca.
Robot wprowadzony do wnętrza fotografuje i maca otoczenie, podobnie do gryzoni, które za pomocą wąsów mapują nieznane sobie środowisko. Algorytm interpretuje te dane – obrazy, ale także informacje o sile nacisku i umożliwia orientację w „terenie”. Robot wie, gdzie jest, czego i z jaką siłą właśnie dotyka – krwi, ścianki serca czy zastawki i na tej podstawie podejmuje decyzję, którędy ma jechać dalej.
Doświadczenia przeprowadzano do tej pory tylko na zwierzętach. Zespół naukowców i lekarzy wykonał operację zamknięcia przecieku zastawki aortalnej serca świni. Kiedy robot dotarł na miejsce – do zastawki, którą należało wymienić, chirurg przejął kontrolę i przeprowadził operację. Seria kolejnych prób dowiodła, że za każdym razem zajmuje mu to mniej więcej tyle samo czasu, co lekarzowi. To pozwala przypuszczać, że analogicznie sytuacja wyglądałaby podczas operacji ludzkiego serca. Dla chirurgów byłaby to wielka pomoc.
„Porównałbym tę sytuację do sytuacji pilota myśliwca bojowego – tłumaczy Pierre Dupont, szef dziecięcego oddziału bioinżynierii w bostońskim szpitalu w wywiadzie dla Science Daily – Ponieważ nowoczesny myśliwiec w dużej mierze sam się steruje, pilot może skupić się na najważniejszym – powodzeniu misji”.