Bei der traditionellen Gehirnchirurgie wird in den Schädel gebohrt und dann auf die graue Substanz zugegriffen. Befindet sich der zugängliche Teil unten, werden weitere Bohrungen durchgeführt. Ingenieure der Vanderbilt University haben einen chirurgischen Roboter entwickelt, der einen anderen Einstiegspunkt, die Wange, verwendet, um eine Alternative zum Bohren in den Schädel zu finden.
Inspiration kam von der auf Wangen basierenden Technik, die Neurowissenschaftler verwenden, wenn sie Elektroden in das Gehirn implantieren, um die Gehirnaktivität zu steuern und die Quelle epileptischer Anfälle zu finden. Dieser Ansatz veranlasste den außerordentlichen Professor für Maschinenbau, Eric Barth, und das Team, ein Robotergerät zu entwickeln, das durch die Wange des Patienten eindringen kann und einen weniger invasiven Ansatz ermöglicht, um auf den gewünschten Bereich zuzugreifen und das Bohren des Schädels vollständig zu vermeiden.
Der jetzt in Betrieb befindliche Prototyp wurde vom Team entwickelt und verfügt über eine 1,14-mm-Nadel aus Nickel-Titan, die MRT-kompatibel ist. Die Nadel funktioniert wie ein Druckbleistift. Mit Druckluft kann die Nadel jeweils 1 mm vorrücken. Der Roboter lenkt die Nadel aufgrund der konzentrischen Rohre, die gekrümmt sind. Dadurch kann die Nadel einem gekrümmten Pfad folgen, der zum Gehirn führt. Chirurgen können die Position der Nadel durch aufeinanderfolgende MRTs steuern.
Der außerordentliche Professor für Neurologische Chirurgie, Joseph Neimat, sagte: „Die Systeme, die wir jetzt haben, um Sonden in das Gehirn einzuführen: Sie verarbeiten gerade Linien und werden nur manuell geführt. Ein gebogenes Nadelsystem und unbegrenzter Zugang würden Operationen minimal invasiv machen. Wir könnten eine dramatische Operation mit nichts anderem als einer Stichwunde an der Wange durchführen. “
David Comber, ein Doktorand des Maschinenbaus, dem der größte Teil des Entwurfs zugeschrieben wird, teilte mit, dass die Genauigkeit dieses neuen Ansatzes, gemessen im Labor, besser als 1,18 mm ist, was für Operationen wie diese als genau genug angesehen wird. Um die Herstellungskosten niedrig zu halten, hat das Unternehmen den Roboter so konzipiert, dass der größte Teil davon in 3D gedruckt werden kann.
Barth spekuliert, dass diese Technologie in den nächsten zehn Jahren in Krankenhäusern verfügbar sein wird, während sich das Team darauf vorbereitet, in die Testphase überzugehen, in der der Roboter an Leichen arbeiten wird. Der Prototyp wurde von Comber in einer Live-Demonstration auf der Fluid Power Research and Innovation Conference in Nashville gezeigt.
