ETH entwickelt Roboter für riskante Operation an ungeborenen Zwillingen
Forschende der ETH Zürich haben einen Roboter für heikle Operationen an ungeborenen Zwillingen entwickelt. Er soll Chirurginnen und Chirurgen helfen, Blutgefässe in der Plazenta präziser zu erreichen und zu verschliessen.
Einen ersten Test unter realitätsnahen Bedingungen bestand der Roboter bei einem trächtigen Schaf, wie die ETH Zürich am Donnerstag mitteilte.
Bei manchen Zwillingsschwangerschaften teilen sich die beiden Föten eine Plazenta. Über gemeinsame Blutgefässe kann dadurch der Blutfluss zwischen den Föten aus dem Gleichgewicht geraten. Das sogenannte fetofetale Transfusionssyndrom (FFTS) kann für beide Kinder lebensgefährlich sein. In der Schweiz sind laut ETH jährlich etwa 20 bis 30 Frauen davon betroffen.
Zur Behandlung führen Chirurginnen und Chirurgen ein Fetoskop – ein dünnes Instrument mit einer Kamera – durch die Bauchdecke bis zur Plazenta. Über einen Kanal im Instrument wird eine Laserfaser eingeführt, mit der die verbindenden Blutgefässe verschlossen werden.
Die ETH-Forscherinnen und -Forscher haben nun ein neues Fetoskop entwickelt, das sich mithilfe eines Magnetfelds von aussen steuern lässt. Die Bilder der Kamera werden auf einen Bildschirm übertragen. Dort können die Chirurginnen und Chirurgen ein Ziel auswählen, zu dem das Instrument automatisch navigiert. Alternativ lässt sich das Fetoskop mit einem Gamecontroller steuern. Die magnetische Steuerung ermöglicht es ausserdem, die Spitze des Instruments zu biegen.
In Versuchen mit simulierten Zielen war das Robotersystem laut ETH mehr als viermal präziser als herkömmliche Instrumente. Die Abweichung betrug demnach typischerweise 140 Mikrometer.
Test an Schaf
Bei einem rund dreistündigen Versuch an einem trächtigen Schaf testeten die Forschenden die Plattform erstmals ausserhalb der kontrollierten Laborumgebung. Dabei musste das System unter anderem mit der Atmung und dem Puls des Tieres, trübem Fruchtwasser und einem sich bewegenden Fötus umgehen. Die wesentlichen Schritte der Behandlung seien erfolgreich nachgebildet worden, erklärte die ETH.
Bis zu einem Einsatz am Menschen sind aber noch weitere Tests nötig. Die Forschenden wollen insbesondere die Sicherheit prüfen und die Steuerungssoftware weiterentwickeln. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift «Science Robotics» veröffentlicht.
Die Technologie könnte laut ETH künftig auch bei anderen minimalinvasiven Eingriffen zum Einsatz kommen, etwa bei Magen- oder Blasenspiegelungen. (pem/sda)
