Автоматизированный инструмент, который позволяет проводить “ремонт” митрального клапана без остановки сердца, проходит испытания в США. Этот аппарат поможет ежегодно спасать десятки тысяч людей.
Над перспективным проектом работают профессор инженерии Роберт Хау (Robert Howe) и аспирант Шелтен Юэн (Shelten Yuen) из Гарварда, а также медики из детского госпиталя Бостона (Children's Hospital Boston).
Операция на митральном клапане обычно выполняется на остановленном сердце (есть разные варианты его торможения, например лекарственные). Однако длительная остановка естественного “насоса”, несмотря на подключение пациента к системе искусственного кровообращения, грозит негативными последствиями как для самого сердца, так и головного мозга.
Конечно, уже существуют технологии операций, когда сердце останавливать не нужно: скажем, в случае выполнения процедуры посредством хирургического робота можно задействовать компенсирующее ПО, которое будет передвигать манипулятор синхронно с сокращениями сердечной мышцы. Но такие роботы пока мало распространены, и применяют их далеко не во всех случаях. А что делать, если операцию должен всё же проводить хирург непосредственно за операционным столом? (В случае с роботом управляет всем ходом операции также доктор, но удалённо.)
Хау и Юэн создали оригинальный роботизированный инструмент, позволяющий медикам проводить малотравматическую операцию прямо внутри бьющегося сердца, без остановки и даже раскрытия этого органа.
В сердце вставляется полая игла, через которую хирург направляет внутрь крошечные якоря. Их необходимо закрепить на ткани вокруг митрального клапана. Потом якоря соединяются специальной нитью, ограничивающей излишнее перемещение клапана.
Изюминка аппарата в том, что он автоматически передвигает иглу так, чтобы компенсировать смещение стенок сердца. Для этого применяется трёхмерная съёмка органа при помощи ультразвука и специальная программа, предсказывающая положение сердечных тканей на 0,1 секунды вперёд, управляя приводом иглы. Кроме того, игла имеет датчик контакта, который позволяет корректировать работу автоматики в случае несовпадения прогноза с фактическим движением мышцы.
Для проверки системы исследователи сначала построили полимерную модель сердца и попросили нескольких хирургов выполнить на ней операции на митральном клапане.
Выяснилось, что с компенсирующим приводом иглы, через которую медики проникали внутрь сердца, хирурги совершали намного меньше ошибок (способных привести к повреждению сердечных тканей инструментом). Причём с работающим прибором врачи устанавливали те самые якоря в пределах 1-2 миллиметров от идеальной позиции, что является очень хорошим результатом.
Сейчас компенсирующий аппарат проходит тесты на животных. Юэн же говорит, что команда будет работать над уменьшением размеров и веса устройства, а также — над повышением его точности, которую можно поднять введением дополнительных входных сигналов для управляющей программы — от датчика усилия и от ЭКГ.