Voor het eerst hebben humanoïde robots met succes chirurgische ingrepen uitgevoerd onder begeleiding van een chirurg op afstand. In een preklinische studie voerden onderzoekers van de University of California San Diego twee operaties uit met tele-geopereerde humanoïde robots. De resultaten laten zien dat deze nieuwe generatie robots in de toekomst een belangrijke rol kan spelen bij het vergroten van de toegang tot chirurgische zorg, met name in regio’s waar een tekort aan chirurgen bestaat.
De onderzoekers benadrukken dat het om een eerste proof-of-concept gaat. De humanoïde robots zijn voorlopig nog niet bedoeld om zelfstandig te opereren, maar zouden in eerste instantie als chirurgische assistent kunnen fungeren. Op langere termijn kunnen zij mogelijk operaties uitvoeren terwijl een chirurg de robot op afstand bestuurt.
Twee succesvolle operaties
Tijdens de studie werden twee verschillende scenario’s getest. Bij de eerste ingreep vormden een humanoïde robot en een menselijke chirurg samen een operatieteam. De robot voerde de operatie uit, terwijl de chirurg als assistent ondersteuning bood. Daarbij werd met succes een galblaas verwijderd. In een tweede experiment werkten twee humanoïde robots gelijktijdig samen tijdens dezelfde ingreep. Ook deze operatie verliep succesvol. Beide procedures werden uitgevoerd bij grote zoogdieren die geen primaten zijn.
Volgens de onderzoekers toont dit aan dat humanoïde robots niet alleen individuele chirurgische handelingen kunnen uitvoeren, maar ook effectief kunnen samenwerken binnen een operatieteam. Zij zien belangrijke voordelen ten opzichte van de gespecialiseerde operatierobots die momenteel in ziekenhuizen worden gebruikt. Dergelijke systemen zijn ontworpen voor specifieke chirurgische toepassingen, beschikken meestal over drie of vier robotarmen en vereisen omvangrijke apparatuur, gespecialiseerde software en aangepaste operatiekamers. Bovendien zijn grote teams nodig om deze systemen op te bouwen en te bedienen.
Adapters voor chirurgische instrumenten
De in deze studie gebruikte humanoïde robots, die de bijnaam Surgie kregen, zijn daarentegen ongeveer 1,5 meter lang en wegen slechts 27 kilogram. Dankzij hun compacte formaat kunnen zij eenvoudiger worden ingezet in bestaande operatiekamers zonder ingrijpende aanpassingen aan de infrastructuur. Voor de studie ontwikkelden de onderzoekers adapters waarmee de robots conventionele chirurgische instrumenten konden vasthouden. Volgens het onderzoeksteam sloten de robots verrassend goed aan op de bestaande werkprocessen in de operatiekamer.
Ook de bediening verloopt volgens de onderzoekers intuïtiever dan bij traditionele chirurgische robots, zeker voor zorgprofessionals die niet specifiek zijn opgeleid voor bestaande robotchirurgische systemen.
Druk op chirurgische zorg
De aanleiding voor het onderzoek is de toenemende druk op de chirurgische zorg. In veel landen groeit de vraag naar operaties terwijl het aantal beschikbare chirurgen achterblijft. Dat leidt tot langere wachttijden, verminderde toegankelijkheid en grotere verschillen in zorg. Juist daar kunnen tele-geopereerde humanoïde robots volgens de onderzoekers een verschil maken. Omdat ze relatief klein, mobiel en veelzijdig zijn, zouden ze kunnen worden ingezet in afgelegen gebieden, onderbezette ziekenhuizen en tijdelijke medische voorzieningen waar gespecialiseerde operatierobots moeilijk inzetbaar zijn.
Daarnaast kunnen dezelfde robots ook andere taken uitvoeren. Omdat zij zich zelfstandig kunnen verplaatsen en vergelijkbare bewegingen kunnen maken als mensen, zouden ze bijvoorbeeld instrumenten kunnen aanreiken tijdens operaties of na afloop helpen bij het opruimen van de operatiekamer.
Technische uitdagingen
Hoewel de eerste resultaten veelbelovend zijn, zijn er nog verschillende technische uitdagingen voordat de technologie klinisch kan worden toegepast. Tijdens de operaties moesten de robots meerdere keren opnieuw worden gekalibreerd, waardoor de procedures aanzienlijk langer duurden dan operaties met bestaande robotchirurgische systemen. De onderzoekers wijzen er echter op dat dit ook het geval was bij de eerste generatie laparoscopische operatierobots. Waar een dergelijke operatie destijds ongeveer zes uur duurde, bedraagt de operatietijd tegenwoordig ongeveer dertig minuten.
Ook de vertraging tussen de bewegingen van de chirurg en de reactie van de robot, de zogenoemde latency, vraagt nog verdere verbetering, vooral wanneer operaties over grotere afstanden worden uitgevoerd. De onderzoekers werken daarom verder aan de ontwikkeling van een autonome chirurgische assistent die naadloos kan samenwerken met menselijke zorgprofessionals. Hun uiteindelijke doel is een operatiekamer waarin mensen en humanoïde robots als geïntegreerd team functioneren. Daarbij zien zij toepassingen zowel binnen reguliere ziekenhuizen als in afgelegen regio’s, noodsituaties en andere omgevingen waar snelle inzet van chirurgische zorg noodzakelijk is.
Volgens het onderzoeksteam was de studie alleen mogelijk dankzij de nauwe samenwerking tussen ingenieurs en chirurgen, waarbij technologische innovatie en klinische expertise gezamenlijk werden ingezet om een nieuwe stap te zetten in de ontwikkeling van robotchirurgie.
