Boston Çocuk Hastanesi‘ndeki biyo-mühendisler; otonom bir şekilde vücutta gezinebilen bir robotun ilk gösterimini raporladılar. Bir kardiyak kapak onarımı hayvan modelinde, ekip; bir cerrahın rehberliği olmadan, kanla dolu bir kalbin duvarları boyunca sızdıran damara giden yolu bulmak için bir robot kateter programladı.
Cerrahlar joysticklerle işletilen robotları on yıldan uzun süredir kullanıyorlar ve ekipler küçük robotların vücutta manyetizma gibi dış kuvvetler tarafından yönlendirilebileceğini gösteriyor. Bununla birlikte; Boston’daki Pediatrik Kardiyak Biyomühendislik Şefi Araştırmacı Pierre Dupont’un, belirtiğine göre; vücudun içinde istenen bir yere giden robot, kendi kendini süren bir arabayla eşdeğer nitelikte.
Dupont, cerrahlara karmaşık operasyonlarda yardımcı olan, yorgunluğu azaltan ve cerrahları en zor manevralara odaklanmaları ve sonuçları iyileştirmeleri için rahat alan sağlayan otonom robotlar öngörmektedir.
Dokunmatik Ekranlı Görüş, AI Tarafından Bilgilendirildi
Ekibin robotik kateteri; Dupont laboratuvarında geliştirilen, kalp anatomisi ve preoperatif taramalar haritası tarafından bilgilendirilen optik bir dokunuş algılayıcı kullanılarak, yönlendirildi. Dokunmatik sensör; kateterin kalbin neresinde olduğunu ve nereye gitmesi gerektiğini bulmasını sağlamak için yapay zeka (AI) ve görüntü işleme algoritmaları kullandı.
Demo için, ekip; kenarlarından sızmaya başlayan yedek kalp kapakçıklarını tamir eden, paravalvüler aort sızıntısı kapanması olarak bilinen, oldukça zorlu bir prosedür uyguladı. Ekip; deneyler için kendi kapakçıklarını yaptı. Robotik kateter sızıntı konumuna ulaştığında; deneyimli bir kalp cerrahı kontrolü ele geçirdi ve sızıntıyı kapatmak için bir tıkaç yerleştirdi.
Tekrarlanan denemelerde, robotik kateter; başarılı bir şekilde kalp kapakçıklarına yöneldi.
Biyolojik İlham Veren Navigasyon
Robotik kateterin optik dokunma sensörü; “duvar izleyen” olarak adlandırılan bir seyir tekniği ile çevresini düzenli aralıklarla örnekledi. Bu şekilde sensör; katetere kan, kalp duvarı veya bir valfa (kapakık- uç monte edilmiş bir kameradan gelen görüntüler yoluyla) dokunup dokunmadığını ya da atan kalbe zarar vermemek için, ne kadar zorlandığını söylemiş oldu.
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: “Algoritmalar; kateterin hangi dokuya değdiğini, kalbin neresinde olduğunu ve nereye gitmek istediğimizi elde etmek için bir sonraki hareketini nasıl seçmesi gerektiğini bulmasına yardımcı olur.”
Robotun çevresini görselleştirme ve algılama yeteneğinin; tipik olarak bu işlemde kullanılan ve hastaları iyonlaştırıcı radyasyona maruz bırakan, floroskopik görüntüleme ihtiyacını ortadan kaldırabileceğini de ekliyor.
Geleceğin Vizyonu
Dupont; projenin kariyerinin en zoru olduğunu söyledi. Domuzda operasyon yapan kalp cerrahisi robotu valf sızıntılarını tespit edip gevşetirken; proje bazen robotu operasyonun ortasındaki en iyi şekilde yeniden programlamak zorunda kalan Dupont’un mühendislik elemanlarına çok fazla masraf çıkardı.
Dupont’un çalışmalarından haberi olan bazı girişimciler; örneğin, rutin kalp haritalama görevlerini yerine getirmek için daha çok navigasyon kullanan robotlar kullanmayı öngörüyorlar. Bazıları; bu teknolojinin özellikle zor veya sıra dışı durumlarda rehberlik sağlaması veya dünyanın deneyimli cerrahlarının olmadığı operasyonlarda yardımcı olmasını öngörmektedir.
