Dankzij piepklein robotinstrument moet chirurg niet meer snijden

Stel je voor dat een chirurg niet meer zou moeten snijden tijdens een operatie. Ze zouden hiermee niet alleen littekens vermijden, maar ook de daaruit volgende complicaties. Het zou zomaar het concept kunnen zijn voor de nieuwste futuristische film van James Cameron, maar dat is het niet. Dankzij mijn nieuw robotisch instrument dat in de bochtige smalle wegen van ons lichaam kan manoeuvreren, is het zelfs al bijna realiteit.

Er is al een lange weg afgelegd om dit futuristisch concept te kunnen verwezenlijken. De eerste stappen hierin zijn gezet door minimaal invasieve chirurgie in de praktijk te brengen. Bij deze ingreep bereikt de chirurg het afwijkende orgaan door lokaal kleine incisies van maximum 1,5 centimeter te maken. Dit zorgt voor meer comfort en een sneller herstel, aangezien de patiënt minder pijn voelt, minder bloed verliest en een lager besmettingsrisico ondervindt.

Bij sommigen ingrepen, zoals neus-, keel- en oorchirurgie, kunnen ze tegenwoordig zelfs nog minder invasief zijn door de natuurlijke lichaamsopeningen te gebruiken als ingang voor de operatie. Dit kan ervoor zorgen dat een operatie geen zichtbare littekens meer oplevert. Het grote probleem hierbij is dat de meeste natuurlijke openingen van het lichaam maar een vrij kleine diameter hebben en bochtig zijn. De chirurgen beschikken echter alleen maar over stijve instrumenten om in de bochtige smalle wegen van ons lichaam te opereren. Ze moeten dus een direct pad creëren om met deze instrumenten de aandoening te bereiken door gezond weefsel binnenin weg te snijden. De chirurg kan tijdens deze operatie belangrijke anatomische structuren beschadigen wat tot blijvende problemen kan leiden. Dit kan gaan van milde klachten, zoals een chronische verstopte neus of tranende ogen, tot ernstige complicaties zoals blindheid of gehoorverlies. Om de ergste repercussies te vermijden zal de chirurg in sommige gevallen opteren om toch te opereren via een incisie die zich dichter bij de aandoening bevindt. In dit geval verliest de patiënt echter de voordelen van chirurgie via natuurlijke openingen, namelijk een sneller herstel en geen zichtbare littekens.

Flexibiliteit voor meer toegankelijkheid

Om toch via natuurlijke openingen te kunnen opereren zonder overbodig weefsel te beschadigen heb ik, in samenwerking met chirurgen van het UZ Leuven, een nieuw robotisch instrument ontwikkeld dat we de naam “PliENT” hebben gegeven. Het instrument heeft een minieme diameter, ongeveer de dikte van een wattenstaafje, en is toch uitgerust met een camera en licht om goed in het lichaam te kunnen kijken. Het heeft ook een flexibel deel dat in één richting kan plooien waardoor de chirurg het instrument eenvoudig kan manoeuvreren in het lichaam zonder gezond weefsel te beschadigen.

De chirurg opereert altijd met meerdere instrumenten tegelijk. Hierdoor heb ik het instrument zo ontworpen dat het kan bediend worden met één hand via twee knoppen. Als de chirurg een bocht tegenkomt kan hij/zij op de bovenste knop duwen op het handvat van het instrument om het flexibele deel te doen plooien. Bij het terugkeren kan de chirurg op de onderste knop duwen om het flexibele deel terug recht te zetten.

De chirurg kan door dit ontwerp het operatiegebied dus bekijken met ons instrument in één hand en een schaar of scalpel in de andere om de aandoening weg te halen. Door gebruik te maken van dezelfde ontwerpprincipes die ik ontwikkeld heb voor PliENT, kan ik zelfs de schaar en het scalpel in de toekomst flexibel maken.

Door op de bovenste knop te duwen kan de chirurg het instrument doen plooien om een bocht in het lichaam te kunnen nemen.

Met een rietje in een doos kijken

Flexibiliteit op zich biedt een enorme toegankelijkheid, maar deze heeft ook een prijs. Beeld je een doos in die volledig afgesloten is op een klein gaatje na. Als iemand je nu vraagt om in deze doos een specifiek voorwerp te zoeken door gebruik te maken van een rietje waar je kunt door kijken, dan voel je al instinctief dat dit niet makkelijk zal worden.

Dit is nochtans wel hoe het voelt voor chirurgen die ingrepen uitvoeren via natuurlijke openingen. Vervang het rietje door een flexibele buis die in alle richtingen kan plooien en het voorwerp vinden wordt een nog moeilijkere uitdaging. De chirurg moet zich eigenlijk inbeelden hoe het instrument plooit zonder het flexibele deel te zien, aangezien het zich in het lichaam van de patiënt bevindt.  Hierdoor heb ik de plooiing van het instrument beperkt tot één richting zodat de chirurg nog altijd kan opereren op een efficiënte manier, doch voordeel haalt uit de flexibiliteit van het instrument.

Een toekomst voor hersenchirurgie

Met de hulp van top-chirurgen van het UZ Leuven heb ik PliENT tijdens een sinusoperatie getest op een overledene. We hebben specifiek voor sinuschirurgie gekozen, omdat dit een van de moeilijkste ingrepen is om uit te voeren via natuurlijke openingen. Dit komt door de zeer kleine en bochtige holtes die de neus bevat en de nabijheid van veel cruciale anatomische structuren zoals bijvoorbeeld de oogzenuw.

Dankzij mijn flexibel instrument, dat het allerkleinste, robotische instrument is dat ooit gemaakt werd voor sinuschirurgie, konden de chirurgen bijna de volledige sinus visualiseren zonder belangrijk weefsel weg te halen. Dit is normaal onmogelijk met de huidige instrumenten. Alhoewel we PliENT alleen getest hebben bij sinuschirurgie zouden we het instrument bij veel meer ingrepen kunnen gebruiken, zoals keel-, oor- en zelfs hersenchirurgie.

Samen met top-chirurgen van het UZ Leuven hebben we mijn instrument al getest voor sinuschirurgie op een overledene. © Kevin Faingnaert

Het zal echter nog even duren eer chirurgen mijn instrument effectief in hun operatiekwartier kunnen gebruiken. Dit komt doordat chirurgische instrumenten een heel lang veiligheids- en test protocol moeten ondergaan, dat soms zelfs een tiental jaren kan duren, alvorens ze goedgekeurd worden om effectief te gebruiken bij mensen. In de tussentijd kunnen we wel al dromen van een toekomst waar chirurgie nooit meer rijmt op complicatie.

Julie Legrand is genomineerd voor de Vlaamse PhD Cup. Ontdek meer over haar onderzoek op www.phdcup.be.