Snelle, precieze oogchirurgierobot verhoogt inzetbaarheid oogchirurg

Onderzoeker Thijs Meenink heeft een slim geconstrueerde oogchirurgierobot ontwikkeld waarmee oogartsen eenvoudiger en veel nauwkeuriger oogoperaties kunnen uitvoeren aan het netvlies en het glasachtig lichaam in de oogbol. Het systeem vergroot bovendien de inzetbaarheid van artsen: ze kunnen langere tijd van hun loopbaan moeilijke ingrepen doen. Meenink promoveert maandag 31 oktober op zijn robot. Daarna wil hij zijn systeem op de markt gaan brengen.

Trillen
Oogoperaties, zoals het herstellen van het netvlies of het vastzetten van netvlies dat losgekomen is van de oogbol, vergen grote nauwkeurigheid. Artsen kunnen dit soort ingrepen meestal maar een beperkte periode van hun loopbaan doen. Meenink: “Voordat een oogarts mag opereren, is hij al een eind in zijn carrière. Maar op hogere leeftijd worden deze zeer nauwkeurige ingrepen steeds lastiger.” Het nieuwe systeem kan handtrillingen eenvoudig filteren, waardoor de periode dat artsen oogoperaties kunnen uitvoeren, flink wordt vergroot.

Altijd dezelfde plek
De robot bestaat uit een ‘master’ en een ‘slave’. De oogarts blijft volledig in controle en opereert vanaf de master, door het bedienen van twee ‘joysticks’. Deze master is ontwikkeld in een eerder TU/e-promotietraject, door dr.ir. Ron Hendrix. Twee robotische armen (de door Meenink ontwikkelde ‘slave’) kopiëren deze bewegingen en voeren de daadwerkelijke operatie uit. De naaldachtige instrumenten aan de armen hebben een diameter van slechts een halve millimeter. De instrumenten variëren van een pincetje en een zuigertje tot bijvoorbeeld een schaartje. De robot is zo ontworpen dat het punt waar de naald door de oogbol gaat altijd op dezelfde plek blijft, waardoor schade aan het oog voorkomen wordt.

Snel instrumenten wisselen
Meenink heeft voor de slave verder een unieke ‘instrumentwisselaar’ ontworpen, waarmee de armen binnen enkele seconden kunnen wisselen van bijvoorbeeld pincet naar schaartje. Dat is belangrijk voor de snelheid. Sommige oogoperaties tellen wel veertig instrumentwisselingen, wat anders flink wat tijd kan vergen.

Nauwkeuriger
De bewegingen van de chirurg worden teruggeschaald: elke centimeter die de chirurg de joystick beweegt, wordt bijvoorbeeld vertaald naar een beweging van een millimeter van het pincetje aan het uiteinde van de naald. “Dat maakt de bewegingen veel nauwkeuriger”, aldus Meenink.

Opereren met gevoel
De master is bovendien voorzien van krachtterugkoppeling. Een oogchirurg opereert nu nog volledig op zicht. De krachten die hij uitoefent in de oogbol zijn vaak te klein om te voelen. De robot van Meenink kan echter heel kleine tegendrukkrachten in de oogbol ‘meten’, en zet die krachten versterkt door naar de joysticks. Zo voelt de oogarts heel precies wat hij doet in de oogbol. Ook dat vergroot de nauwkeurigheid.

Comfortabel
Het systeem van Meenink en Hendrix heeft ook ergonomische voordelen. Waar artsen nu voor langere tijd in een statische houding voorover gebogen staan, kan de oogarts straks de robot rustig bedienen vanuit een comfortabele stoel. Bovendien is de slave zo compact, licht en eenvoudig te monteren dat verplegend personeel hem binnen enkele minuten op de operationeel kan krijgen.

Nieuwe handelingen
Oogchirurg prof.dr. Marc de Smet (AMC Amsterdam), een van de begeleiders van Meenink, is enthousiast over het systeem, onder meer vanwege de snelheidswinst. Maar ook omdat volgens hem de grenzen zijn bereikt van wat met handmatige ingrepen mogelijk is. “Robotische oogchirurgie is de volgende stap in de evolutie van oogheelkundige microchirurgie en gaat nieuwe handelingen mogelijk maken”, vertelt De Smet.

Op de markt
Zowel de slave als de master van de robot zijn gereed. Meenink gaat dit geheel de komende tijd verder testen en afstellen. Verder gaat hij de mogelijkheden onderzoeken om de robot op de markt te brengen. Oogchirurgie met robots is een nieuwe ontwikkeling; er zijn momenteel nog geen oogchirurgierobots te koop.

Ir. Thijs Meenink promoveert maandag 31 oktober op zijn proefschrift getiteld ‘Vitreo-retinal eye surgery robot: sustainable precision’. Zijn eerste promotor is prof.dr.ir. Maarten Steinbuch (TU/e). Ron Hendrix promoveerde 31 maart 2011 op zijn proefschrift ‘Robotically assisted eye surgery: a haptic master control’. Het project is mede mogelijk gemaakt door financiële steun van het IOP Precision Technology programma van het ministerie van Economische Zaken, Landbouw en Innovatie. De slave is gerealiseerd met hulp van het Equipment & Prototype Center van de TU/e, in een samenwerking met onder meer TNO.

Over Health aan de Technische Universiteit Eindhoven
De Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) is een onderzoeksgedreven en ontwerpgerichte technologie-universiteit, met een sterke internationale oriëntatie. De universiteit is in 1956 opgericht, en telt zo'n 7200 studenten en 3000 medewerkers. De TU/e richt extra aandacht op maatschappelijke uitdagingen op gebied van Health, Smart Mobility en Energy. In Health werken ongeveer 250 onderzoekers aan gezondheidstechnologie, verspreid over negen faculteiten. De faculteit Biomedische Technologie is zelfs volledig gewijd aan dit onderwerp. Health aan de TU/e bestaat uit de gebieden Smart Environment, Smart Diagnosis en Smart Interventions. Voorbeelden van ontwikkelingen aan de TU/e zijn het gebruik van ultrageluid en MRI om kanker op te sporen en te bestrijden, een babyvriendelijk jasje met onzichtbare sensoren om te vroeg geboren baby's te bewaken, het kweken van hartkleppen en nierweefsel uit lichaamseigen cellen, en minimaal invasieve robotchirurgie.
Brainport regio Eindhoven mag zich dit jaar de 'slimste regio van de wereld' noemen, door de toekenning van de titel Intelligent Community of the Year 2011.