Bio-impedantie sensortechnologie voor robot-geassisteerde vitreoretinale chirurgie

Tegenwoordig, wordt vitreoretinale chirurgie (ingrepen op retina) puur handmatig uitgevoerd door gespecialiseerde, goed opgeleide chirurgen. De chirurgen hebben nood aan een superieure hand-oog coördinatie en moeten uiterst nauwkeurig hun instrument kunnen positioneren. Bij toepassing van zelfs kleine krachten rakend aan het oppervlak van het oog, bijvoorbeeld, roteert het oog en wordt er een ander onderdeel van het oog zichtbaar onder de microscoop. Om het draaien van oog te voorkomen, worden microchirurgen opgeleid om de instrumenten rond het incisiepunt te kantelen. Er is echter een grens aan de mate waarin een  chirurg zuivere draaibewegingen kan uitvoeren.Verder worden kleine trillingen door de hand van de chirurg (fysiologische tremor) versterkt door het hefboomeffect. Het resulteert in grote trillingen van de tip instrument dus ter hoogte van het retina. Het is daarom uiterst moeilijk om een stevige stabiele positie van het instrument te behouden. Retinale vatten zijn uiterst klein - van 5 tot 500 micrometer - en breekbaar. Tremor bemoeilijkt niet alleen het bereiken van de vereiste nauwkeurigheid maar veroorzaakt eveneens ongewenst kanteling van het oog. Bovendien, wordt de chirurg gedwongen te werken onder zeer strakke ruimtelijke beperkingen. Veiligheid en betrouwbaarheid van uitvoeren is van primordiaal belang omdat schade aan het delicate netvlies leidt tot blinde vlekken in het zicht van de patiënt. Dit laatst kan tot gedeeltelijke of volledige blindheid leiden.

In het kader van dit doctoraat wordt robot geassisteerde technologie ontwikkeld om de betrouwbaarheid en kwaliteit van vitreoretinale chirurgie te verbeteren. De nadruk ligt in het bijzonder op de ontwikkeling van controle algoritmen die performantie en veiligheid verhogen door gebruik te maken van realtime sensor feedback. Kracht, nabijheid, OCT, beelden van de stereo microscoop zijn modaliteiten die kunnen aangewend worden om de huidige interactie beter in rekening the brengen. Via gedeelde controle’ kan dan bijsturing gebeuren: bewegingscompensatie om het effect van hartslag te beperken, guidance om makkelijker de target site te bereiken of een virtuele muur die kritische gedeelten afschermt. Via gedeelde controle blijft de chirurg in de lus en deze techniek laat dan ook toe maximaal gebruik van zijn/haar chirurgische vaardigheid en ervaring. Zowel de ontwikkeling van sensoren komt aan bod, maar ook een dieper inzicht in hoe mens – robot interactie kan geoptimaliseerd worden in een realistisch en veeleisend scenario zal verkregen worden. Het werk voorziet in experimentele pre-klinische validatie.