Nieuwe operatierobot voor hersentumor operaties

RoBoSculpt, de operatierobot van Jordan Bos, met een 'fantoom' van een stuk van de schedelbasis. De rest van de schedel is virtueel toegevoegd om helder te maken waar in het lichaam het stuk bot zich bevindt. Foto: Bart van Overbeeke.

Vandaag, 16 april 2018, promoveerde Jordan Bos aan de TU Eindhoven met de door hem ontwikkelde operatierobot. Bos presenteert zijn robot later deze week aan schedelbasis-chirurgen, op het Congress of the European Skull Base Society in Warschau.

Een gat boren in de schedelbasis voor het nemen van een biopt of het maken van een luikje voor craniotomie moet uiterst nauwkeurig gebeuren en vergt de nodige tijd en aandacht van een neurochirurg. Dit soort ingrepen vereist dan ook het uiterste van de neurochirurgen. Onderzoekers van de TU Eindhoven hebben daarom een operatierobot ontwikkeld om deze taak over te nemen. De robot kan met millimeterprecisie automatisch en veilig een holte frezen van de gewenste vorm en afmetingen. Onderzoeker Jordan Bos promoveert 16 april op de robot die hij ontwierp en bouwde. De robot zal naar verwachting binnen vijf jaar zijn eerste operatie uitvoeren.

Chirurgen maken jaarlijks bij meer dan honderdduizend mensen wereldwijd een gat in de schedelbasis, bijvoorbeeld om een infectie of om een cochleair implantaat te plaatsen, een gehoorimplantaat maar vooral ook om een hersentumor te behandelen. Dit is een delicate taak, want ze komen nogal wat structuren tegen die ze zeker niet mogen raken, zoals de gezichts- en de smaakzenuw, het binnenoor en het evenwichtsorgaan. Daar komt bij dat botvijlsel en bloed het zicht door de microscoop belemmert tijdens de ingreep. De chirurg moet dan ook met uiterste concentratie werken, en dat vaak uren aaneen, in een oncomfortabele houding.

Operaties bestuderen

Op verzoek van KNO-arts en schedelbasischirurg Dirk Kunst van het Radboud UMC in Nijmegen ontwikkelde Jordan Bos een robot om dit soort operaties deels of geheel over te nemen. Hij bezocht eerst zo’n twintig schedelbasisoperaties om deze ingrepen te bestuderen, en bedacht daarna zo’n twintig concepten. Van het beste concept maakte hij een detailontwerp en bouwde een prototype, dat nu klaar is en waarmee de eerste technische testen inmiddels zijn gedaan.

Geavanceerde arm

De robot, met de naam RoBoSculpt, werkt op basis van nauwkeurige instructies van de chirurg. Die geeft op CT-beelden van de schedel van de patiënt nauwkeurig aan welk stuk bot de robot weg moet halen. De robot is feitelijk een zeer geavanceerde arm, die een bestaand chirurgisch boorapparaat vasthoudt. Voor de operatie wordt het hoofd nauwkeurig gefixeerd; daarna boort en freest de robot de gewenste holte uit.

Doorwerken

Doordat de robot in principe sneller werkt, kan de duur van de ingreep korter worden. De verwachting is dat de robot nauwkeurigere ingrepen mogelijk maakt, met kortere hersteltijd, en dat er minder complicaties en hersteloperaties zullen zijn. Dat zou dit soort operaties minder belastend maken voor de patiënt en minder kostbaar. Verder kunnen chirurgen er baat bij hebben doordat een belastende taak wordt overgenomen, wat bovendien een drempel wegneemt om tot op hogere leeftijd door te werken.

Zeven assen

De robot is eigenlijk een geavanceerde computergestuurde freesmachine, ofwel een CNC-frees-machine. Hij heeft zeven bewegingsassen om alle mogelijke hoeken te kunnen maken. Ondanks het hoge aantal assen is het apparaat zeer nauwkeurig, dankzij de compactheid, de hoge stijfheid, het lage gewicht en de minimale speling op de assen. Ook kan de robot goed afgedekt worden met een steriele hoes, wat belangrijk is in de operatiekamer.

Schedelbasischirurg Dirk Kunst, die als co-promotor Bos mee begeleidde, is enthousiast over de robot. “Dit is een belangrijke stap naar de operatiekamer van de toekomst. RoBoSculpt is een optimale samenwerking tussen de chirurg en de machine; ze vullen elkaar echt aan om het beste resultaat te behalen voor de patiënt.”

Ervaring opdoen

De eerste pre-klinische testen met de robot gaan dan ook nog dit jaar plaats vinden, bij het Radboud UMC. De eerste ingreep op mensen zou over twee tot drie jaar kunnen plaatsvinden. Een mogelijke eerste stap qua invoering is dat de robot het voorbereidende werk doet, en de chirurg zelf het cruciale laatste deel, om zo op een veilige manier ervaring op te doen met de robot. Het is de bedoeling dat het bedrijf Eindhoven Medical Robotics, de robot naar de markt gaat brengen samen met de TU Eindhoven.

Niet te fixeren

Een robot die voorgeprogrammeerd een chirurgische ingreep uitvoert, is een nieuwe ontwikkeling. Toch denkt Bos niet dat er op korte termijn robots komen die allerlei andere operaties kunnen uitvoeren. “Het principe van deze robot is alleen toepasbaar bij precisie-ingrepen op harde weefsels, vooral bot. Zacht weefsel is niet nauwkeurig genoeg te fixeren.”

Bron: TU Eindhoven