Zdravlje

Prvi hrvatski robot RONNA operirat će tumor na mozgu

Četvrtak 19.Srpanj 2012.

Robot je za operacijskim stolom. Kada je ‘naučio’ poziciju pacijentove glave liječnik će na računalu obilježiti jezgru gdje pozicionirati elektrodu. I onda počinje ‘bušenje’

Izdanje

Teme

Više iz izdanja

Više od autora

Social

Nakon nepune dvije godine inovativnog rada, istraživanja, razvoja, obavljenih pretkliničkih pokusa kao i onih koji još predstoje, u planu je da se krajem ove godine u Kliničkoj bolnici Dubrava u Zagrebu obavi prva robotska neurokirurška operacija. Sudionici ovog važnoga i vrijednog projekta “robota-neurokirurga” još su oprezni, jer se u operacijsku dvoranu ulazi s nečim posve novim, što zahtjeva najvišu razinu znanstvene i kliničke pripremljenosti, kao i niz etičkih dozvola uprave bolnice i Ministarstva zdravlja. No, originalna primjena robota u neurokirurgiji poprima završne obrise u Zavodu za robotiku Fakulteta strojarstva i brodogradnje. Voditelj laboratorija prof. dr. Bojan Jerbić ističe da je za ovaj odvažni iskorak njegove istraživačke skupine iz industrijske u medicinsku robotiku ”kriv” nemiran stvaralački temperament prof. dr. Gojka Nikolića.

Od ideje do projekta

– Upoznao me s jednim od najvažnijih problema neurokirurgije, a to je precizna prostorna navigacija instrumenata, koja je izuzetno važna za uspješno izvođenje zahvata. U suradnji s voditeljem odjela neurokirurgije KB Dubrava prof. dr. Darkom Chudyem rodila se ideja da bi baš robot mogao biti izvrsno rješenje za stereotaktičku navigaciju u neurokirurgiji – kaže prof. Jerbić čija je istraživačka grupa u području primijenjene robotike stekla i zavidnu reputaciju u svijetu. Ideja je bila ubrzo razrađena s radnim imenom RONNA - RObotska NeuroNAvigacija. Istraživački i razvojni projekt RONNA ponuđen je Hrvatskom institutu za tehnologiju (HIT) s kojim Fakultet strojarstva i brodogradnje ostvaruje mnoge uspješne tehnologijske projekte. HIT je tako prihvatio RONNA-u s budžetom od 2,4 milijuna kuna i zahvaljujući svemu tome projekt će uskoro zaživjeti. Stereotaktička neurokirurgija podrazumijeva preciznost ulaska u mozak i ciljnog pogađanja moždane jezgre koja se mjeri u submilimetarskim vrijednostima. Znanost danas raspravlja već i o tome u kojim slučajevima unutar jedne jezgre veličine od tri puta pet milimetara treba elektrodu postaviti u vanjsku, unutrašnju stranu ili središnji dio te jezgre, govori prof. Chudy i opisuje najveću frustraciju neurokirurga u operacijskoj dvorani. Pacijentu se otvori lubanja, pa moždana ovojnicu i onda se na korteksu mora pronaći put do, primjerice, tumora koji se nalazi nekoliko centimetara ispod korteksa. Pred kirurgom je ljudski mozak, a svaki pokret, svako ulaženje kroz korteks nosi određeno oštećenje tkiva. – Neurokirurzi brinu da oštećenje tkiva bude što je manje moguće, ali posve neinvazivno nije moguće operirati. Moramo riskirati pa i žrtvovati određeni dio tkiva. I zamislite da uđete kroz korteks, a tumor nije ondje! Neurokirurg stereotaktičar neprestano razmišlja o tome kako će što preciznije, i to u djelićima milimetra, sondu ili elektrodu pozicionirati u anatomsku strukturu mozga. Stoga je glavna svrha robota da nas spriječi da radimo velike lezije, da spriječi pogrešku – kaže Chudy. Radi se o, jednostavno, robotskoj navigaciji u dubinu mozga. Zahvaljujući preciznosti, neosjetljivosti na umor i bez tremora ruke, robot može osigurati kvalitetnije izvođenje zahvata. On će samostalno, uz kontrolu liječnika, usmjeriti elektrodu u određenu jezgru mozga. Pretkliničke studije rade se na tzv. fantomima, koji oponašaju pojedine točke unutar intrakranijskog prostora, unutar lubanje. Robot pogađa pozicioniranje elektrode u desetinku milimetra! Najvažniji je zadatak znanstvenog tima rješavanje precizne lokalizacije položaja glave pacijenta. U praksi, korištenjem CT ili MRI snimaka pronalazi se mjesto operacije i ti se podaci prenose robotu. Korištenjem složenog sustava kamera i lasera, robot pronalazi položaj pacijentove glave i na osnovu dijagnostičkih podataka usmjerava kirurške instrumente prema operativnim točkama, opisuje rad robota prof. Jerbić. Posebna je zanimljivost da robot RONNA nije taj koji kontrolira kirurga, već kirurg na računalu kontrolira robotsku ruku. Robot je za operacijskim stolom.

Kada je “naučio” poziciju pacijenata odnosno poziciju njegove glave, liječnik će na računalu obilježiti moždanu jezgru u koju treba pozicionirati elektrodu. I robot će, pojednostavljeno, izbušiti rupu na lubanji točno do moždane ovojnice, do mekog tkiva. Potom se buši ovojnica i nakon toga će postaviti elektrodu na ciljnu točku. I tu se zaustavlja. – Naš je robot jako mali i lagan, vrlo je simpatičan i ne izaziva strah – opisuje ga Chudy, a moći će se, kaže, koristiti za sve stereotaktičke postupe koji postoje u neurokirurgiji. To su biopsije, uvođenje elektroda u duboke mozgovne strukture, za besprijekornu navigaciju do tumora u mozgu. Neurokirurzi već koriste različita tehnička pomagala kako bi postigli visoku točnost. Jasno je da svaka pogreška izaziva neželjene posljedice, a robot tu može iznimno pomoći. – Naša je uloga da ga osposobimo za to. Za tako zahtjevan projekt nabavili smo trenutno najnapredniji robot u svijetu KUKA LWR4+, razvijenog u suradnji s uglednim njemačkim institutom DLR. Posebnost ove nove generacije robota je njihova sposobnost da djeluju kao reaktivni sustavi, osjetljivi na okolinu kao biološka ruka. Klasični roboti su opasni i teški strojevi te ih se ne može primijeniti u interakciji s ljudima - govori prof. Jerbić. U projektu RONNA naši znanstvenici proizvode upravljačke algoritme, softver za vizijske sustave, alate i naprave potrebne za izvođenje neurokirurških zahvata. Riječ je o razvoju upravljačkih aplikacija i alata koji robota pretvaraju u kirurškog pomoćnika. U početku će robot asistirati kirurgu u navođenju instrumenata, a u sljedećoj fazi, na čemu se trenutačno radi, robot će samostalno izvoditi operacije bušenja lubanje, uvođenje drenažnog katetera i slično. Posebna se pažnja posvećuje robotskoj interakciji s kirurgom. Želja je znanstvenika da ostvare što prirodniju komunikaciju pri čemu kirurg neće biti opterećen tehnikom već maksimalno koncentriran na zahvat i iskorištavanje prednosti koju mu nudi primjena robotske tehnologije.

Inteligentni suradnici

Slijedi niz proba stvarnih kirurških postupaka na kosturima i biološkim materijalima, od rezanja kože, bušenja lubanje do uvođenja elektroda. Rezultati pretkliničkih ispitivanja na jesen ili zimu poslat će se na međunarodnu recenziju objavom u stručnom časopisu koji se bavi robotikom u medicini, kaže prof. Chudy. Poznato mu je da je vojna industrija željela proizvesti robota u neurokirurgiji koji bi oponašao pokrete kirurga, i to u stvarnom vremenu, kako bi se negdje na bojišnici s velike udaljenosti vojnicima sanirale teške ozljede glave. I Japanci su željeli stvoriti robota koji će operirati na daljinu. No, pokazalo se da su ti roboti bili isuviše spori. Prof. Jerbić dodaje da se za sada roboti u medicini primjenjuju u kirurgiji kao daljinski upravljani manipulatori koji osiguravaju vrlo precizno izvođenje zahvata. Poznate su uspješne primjene robota u kardiokirurgiji i laparoskopskim operacijama. Danas se, zahvaljujući najnovijim dostignućima u razvoju robotike, otvaraju naprednije mogućnosti primjene. Stoga brojni istraživački i razvojni timovi u svijetu rade na tzv. medicinskoj robotici. A pokažu li i naša klinička ispitivanja dobre rezultate, hrvatski pacijenti će dobiti preciznije i manje rizične neurokirurške operacije, a hrvatski bi znanstvenici mogli još jednom dokazati da su ravnopravni sa svjetskim kolegama te se uključiti u tržište visokih tehnologija. Na klasično pitanje može li robot zamijeniti čovjeka, prof. Chudy odgovara da robot nikada neće moći zamijeniti ljudski mozak, ali će pomoći u shvaćanju ljudskog mozga. Baš bi robot mogao utjecati na to da bitno produbimo znanje o nama samima, jer će preciznost koju želimo robot moći rješavati. Svojim pokretima ponašat će se prema ljudskom mozgu onako kako to dolikuje - s preciznošću od desetinke milimetara.

No, osim u industriji i u medicini, roboti postaju sve prisutniji i u drugim djelatnostima, donedavno zamislivim samo u znanstveno-fantastičnoj literaturi ili filmovima, kaže prof. Jerbić, Jer, objašnjava, zahvaljujući razvoju senzorike i metoda umjetne inteligencije oni postaju sve prihvatljiviji za primjenu u svakodnevnom životu. – Postoje roboti koji se snalaze u ljudskoj, neorganiziranoj ili nestrukturiranoj, okolini i sposobni su obavljati jednostavne zadatke djelujući kao inteligentni suradnici. Primjerice, roboti usisavači prepoznaju prepreke i orijentiraju se po prostoru, ali inteligentni roboti su još u razvoju. Očekuje se da će u bliskoj budućnosti njihov ulazak u svakodnevni život utjecati na kulturološke i civilizacijske promjene snažnije nego što su to u prošlom stoljeću učinila računala. Robotika je danas, uz energetiku, najvažnija tehnologija budućnosti.