I en medicinsk först har kirurger använt en robot för att arbeta inuti det mänskliga ögat, vilket kraftigt förbättrar noggrannheten för en känslig operation för att ta bort finmembrantillväxt på näthinnan. En sådan tillväxt snedvrider synen och kan, om den inte kontrolleras, leda till blindhet i det drabbade ögat.
För närvarande utför läkare denna vanliga ögonkirurgi utan robotar. Men med tanke på näthinnans känsliga karaktär och den smala öppningen att fungera, kan även högkvalificerade kirurger skära för djupt och orsaka små mängder blödningar och ärrbildning, vilket kan leda till andra former av synskador, enligt forskarna som testade ut den nya robotkirurgin i en liten rättegång. Pulsering av blod genom kirurgens händer är tillräckligt för att påverka skärningens noggrannhet, säger forskarna.
I rättegången, på ett sjukhus i Storbritannien, utförde kirurger membranavlägsnande kirurgi på 12 patienter; sex av dessa patienter genomgick den traditionella proceduren och sex genomgick den nya robottekniken. Resultaten visade att patienterna i robotgruppen upplevde betydligt färre blödningar och mindre skador på näthinnan.
Tekniken är "en vision om ögonkirurgi i framtiden", säger Dr. Robert E. MacLaren, professor i oftalmologi vid University of Oxford i Storbritannien, som ledde studieteamet och utförde några av operationerna, sade i en påstående. MacLaren presenterade resultaten idag (8 maj) vid det årliga mötet för Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO), som ägde rum denna vecka i Baltimore.
"Detta är de tidiga stadierna av en ny, kraftfull teknik", säger MacLarens kollega Dr. Marc de Smet, en ögonläkare i Nederländerna som hjälpte till att utforma roboten. "Vi har visat säkerhet i en känslig operation. Systemet kan ge hög precision 10 mikron i alla tre primära, vilket är ungefär 10 gånger" mer exakt än vad en kirurg kan göra, sade de Smet. (De tre primära riktningarna är upp / ner, vänster / höger och mot huvudet / mot fötterna.)
Membrantillväxt på näthinnan resulterar i ett tillstånd som kallas epiretinalmembran, en vanlig orsak till synskador. Netthinnan är det tunna skiktet på baksidan av ögat som omvandlar ljusvågor till nervimpulser som hjärnan sedan tolkar som bilder.
Ett epiretinalmembran kan bildas på grund av ögatrauma eller tillstånd som diabetes, men oftare är det förknippat med naturliga förändringar i glasröret, det gelliknande ämnet som fyller ögat och hjälper det att upprätthålla en rund form. När människor åldras krymper glasröret långsamt och drar bort från näthinnan och ibland sliter det.
Membranet är i huvudsak ett ärr på näthinnan. Det kan fungera som en film, dölja tydlig syn, eller det kan förvränga näthinnans form. Membranet kan bildas över makula, en region nära näthinnans centrum som skarp fokuserar bilder, en avgörande process för att läsa eller se detaljer. När membran bildas här blir personens centrala vision suddig och förvrängd, i ett tillstånd som kallas en makulär pucker.
Att ta bort membranet kan förbättra synen, sa MacLaren, men operationen är mycket komplicerad. Membranet är bara cirka 10 mikron tjockt, eller ungefär en tiondel av bredden på ett mänskligt hår, och det måste dissekeras från näthinnan utan att skada näthinnan ... allt medan ögat för den bedövade patienten fnissar med varje hjärtslag, sa MacLaren .
I stället för behovet av sådan precision, utvecklade de Smet och hans holländska grupp ett robotsystem under cirka tio år. Robotassisterad kirurgi är nu vanligt, särskilt för avlägsnande av cancer tumörer och sjuka vävnader, som i fallet med hysterektomier och prostatektomier. Men det har aldrig testats på det mänskliga ögat, med tanke på den finare precision som behövs, sade forskarna.
De Smets grupp hade en fungerande modell för robotsystemet 2011, utformad av de Smet och Maarten Steinbuch, en ingenjörsprofessor vid universitetet i Eindhoven i Nederländerna. De demonstrerade systemets användbarhet 2015 på grisar, som har liknande ögon som människor.
MacLaren's team använde först systemet på en människa, en 70 år gammal präst från Oxford, England, i september 2016. Efter framgången med den operationen genomförde MacLaren team en studie på 11 patienter till i en randomiserad klinisk prövning i hopp om att mäta robotsystemets noggrannhet jämfört med den mänskliga handen.
Roboten fungerar som en mekanisk hand med sju oberoende motorer som kan göra rörelser så exakta som 1 mikron. Roboten arbetar inuti ögat genom ett enda hål mindre än 1 millimeter i diameter och går in och ut ur ögat genom samma hål under olika steg i proceduren. Men kirurgen har kontroll, med hjälp av en joystick och pekskärm för att manövrera robothanden medan han övervakar rörelser genom driftsmikroskopet, förklarade MacLaren.
Under rättegången utvecklade två patienter som genomgick robotoperationen mikroblödningar, vilket innebär lite blödning, och en upplevde en "näthinneberöring", vilket innebär att det fanns en ökad risk för näthinnens tår och frigöring. I den traditionella kirurgiska gruppen upplevde fem patienter mikroblödningar, och två hade näthinneberöring.
MacLaren sade att precisionen som robotsystemet erbjuder möjliggör nya kirurgiska ingrepp som kirurger har drömt om men tyckte var för svåra att utföra. Till exempel sade MacLaren att han hoppas att nästa gång använda robotsystemet för att placera en fin nål under näthinnan och injicera vätska genom det, vilket kan hjälpa till i retinal genterapi, en lovande ny behandling för blindhet.
"Robottekniken är väldigt spännande, och förmågan att arbeta under näthinnan säkert kommer att representera ett stort framsteg när det gäller att utveckla genetiska och stamcellsbehandlingar för näthinnesjukdom," sa MacLaren till Live Science.
Det kirurgiska systemet utvecklades av Preceyes BV, ett holländskt medicinskt robotikföretag som grundades vid University of Eindhoven av de Smet och andra.
