Chirurgie in de ruimte: een kleine, op afstand bediende robot voltooit de eerste simulatieoperatie op het ruimtestation

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Een kleine chirurgische robot die zich in het Internationale Ruimtestation bevindt, voltooide zaterdag zijn eerste chirurgische demonstratie zonder zwaartekracht, vertelden technologieontwikkelaars exclusief aan CNN.

De robot, bekend als spaceMIRA – wat staat voor Miniaturized In Vivo Robotic Assistant – voerde verschillende operaties uit op gesimuleerd weefsel in het laboratorium in een baan om de aarde, terwijl hij op afstand werd bediend door chirurgen van ongeveer 400 kilometer lager in Lincoln, Nebraska.

Deze prestatie is een stap voorwaarts in de ontwikkeling van technologie die niet alleen implicaties zou kunnen hebben voor succesvolle menselijke ruimtereizen op de lange termijn, waar chirurgische noodsituaties kunnen optreden, maar ook voor het vergemakkelijken van de toegang tot medische zorg in afgelegen gebieden op aarde.

Het doel van de VS om verkenningen dieper de ruimte in te duwen omvat de mogelijkheid van reizen die jaren kunnen duren – een retourreis naar Mars kan ongeveer twee jaar in beslag nemen. Volgens NASA.

De robot weegt slechts 0,9 kg en is dankzij het kleine ontwerp in magnetronformaat een lichtgewicht hulpmiddel dat geschikt is voor ruimtevaart. Terwijl een onderdeel van het apparaat voor een operatie in het lichaam wordt ingebracht, gebruikt het hulpmiddel twee armen om menselijke bewegingen na te bootsen: de linkerarm om vast te pakken en de rechterarm om te snijden, zegt Shane Faritor, medeoprichter en hoofd technologie van Virtual Incision. . , de startup die spaceMIRA heeft gecreëerd.

“Het geeft de chirurg (op de vloer) kleinere handen en ogen en stelt hem in staat veel procedures uit te voeren met minimale invasiviteit”, zegt Faritor, die de technologie al twintig jaar helpt ontwikkelen.

SpaceMIRA steeg op 30 januari op aan boord van een SpaceX Falcon 9-raket vanaf het Cape Canaveral Space Force Station in Florida en arriveerde op 1 februari bij het ruimtestation.

De demonstratie van zaterdag riep de chirurg op om de handen van de robot op afstand te besturen om spanning te geven aan het gesimuleerde weefsel – gemaakt van elastiekjes – en de andere hand te gebruiken om het elastische weefsel met een schaar te ontleden, zei Faritor. Zes chirurgen voerden tests op afstand uit met de robot, en elke demonstratie – het ontleden van het juiste stuk weefsel onder druk, een veel voorkomende chirurgische taak – werd als succesvol beschouwd, zei Varitor.

Een van de uitdagingen bij het besturen van een robot in de ruimte vanaf de aarde is latentie, oftewel de tijdsvertraging tussen het moment waarop een commando wordt verzonden en het moment waarop de robot dit ontvangt. De vertraging stond op het punt te gebeuren 0,85 seconde, zei Michael Jobst, een colorectaalchirurg die zaterdag deelnam aan de demonstratie met SpaceMIRA.

“Als er bij een levende patiënt een bloeding optreedt, is het mijn taak om die bloeding onmiddellijk te stoppen. Maar om een ​​vertraging van 800 tot 850 milliseconden te hebben tussen het zien van het bloedverlies en het er vervolgens iets aan doen, bedoel ik, letterlijk, dat is zoiets als.” Door te zeggen: ‘Oké, Mississippi één, twee, en dan kan ik doorgaan en het probleem oplossen’”, zei Jobst, een van de eerste chirurgen die MIRA op de grond bij mensen gebruikte in klinische onderzoeken. voerde in totaal 15 teleoperaties uit op menselijke patiënten.

“Vijf seconden zouden een eeuwigheid zijn bij een operatie, en een fractie van een seconde of een halve seconde zou heel belangrijk zijn. Dat was dus een enorme uitdaging”, zei Jobst. Zelfs met de merkbare vertraging slaagden de chirurgen erin de operatie te voltooien. taken, zei hij.

SpaceMIRA zal in het voorjaar naar de aarde terugkeren.

“NASA wil nog verder gaan, en langdurige ruimtevluchten zullen in veel opzichten nieuwe eisen stellen aan de medische zorg”, zegt Faritor, tevens hoogleraar werktuigbouwkunde aan de Universiteit van Nebraska. “Er zijn hier veel onbeantwoorde vragen. … We wilden gewoon laten zien wat mogelijk is, en we denken dat dit een hele goede stap in de goede richting is.”

De bevindingen van MIRA zijn ook waardevol voor het uitbreiden van chirurgische opties ter plaatse, zoals in plattelandsgebieden of op militaire slagvelden, aldus een persbericht van Universiteit van Nebraska.

“Er zijn veel plaatsen in de Verenigde Staten… waar geen toegang is tot specialisten, en als je op deze manier een operatie op afstand kunt uitvoeren, waar je verbinding kunt maken met de expert van een grotere stad tot een landelijk gebied en kunt helpen met een aantal operaties.” “Ik denk dat dit enorme voordelen heeft”, zei Faritor.

SpaceMIRA is 7,6 cm korter dan zijn tegenhanger, ontworpen voor gebruik op aarde om tegemoet te komen aan de beperkingen van ruimtevluchten, maar heeft dezelfde vorm en functie, zei hij.