Katheter-Roboter erleichtert Herz-Operationen

Katheterspitze im aufgeblasenen Zustand (Foto: Rogatinsky et al.)

Boston (pte002/15.12.2023/06:05) - Ärzte und Ingenieure der Boston University ( https://www.bu.edu ) haben einen neuartigen Roboter entwickelt, der durch Adern zum Herzen geführt wird und OPs in der Umgebung des schlagenden Herzens künftig einfacher und patientenschonender macht. Das Gerät ist den Experten nach gleichzeitig flexibel, sodass es sich durch komplexe Anatomien manövrieren lässt - und das so kraftvoll, dass es OPs ausführen kann.

Gegensätzliche Eigenschaften

Bisher eingesetzte minimalinvasive Methoden, bei denen Chirurgen Katheter durch das Gefäßsystem des Körpers einführen, um das Herz zu erreichen, haben schwerwiegende Nachteile. Obwohl diese Instrumente klein genug sind, um durch periphere Venen zu passen, werden sie aufgrund ihrer Größe vom schlagenden Herzgewebe leicht zur Seite gedrückt. Die Herausforderung besteht darin, ein Instrument mit diametral entgegengesetzten Eigenschaften zu entwickeln. Es soll sowohl klein als auch groß und gleichzeitig starr und manövrierbar sein.

Das Robotersystem von Tommaso Ranzani und seinen Kollegen kann während des Eingriffs seine Eigenschaften verändern. Es verfügt über eine flexible Spitze, die so dünn ist, dass sie durch Venen passt. Am Ziel, also dort, wo operiert werden soll, wird sie mit Luftdruck aufgeblasen, sodass sie sich gegen die Wände der Vene in der Nähe des Herzeingangs drückt und den Katheter dort verankert. Dann lassen sich die Operationswerkzeuge und Ersatzteile durch den Katheter schieben, sodass die OP auf diese Weise bequemer beginnen kann.

Laien können Roboter bedienen

Um die Leistung des Geräts in einer realen Umgebung zu testen, haben die Forscher es für zwei verschiedene Eingriffe im rechten Vorhof eines isolierten Schweineherzens getestet. Bei der ersten OP ging es um die Platzierung der Elektrode eines Herzschrittmachers. Fünf verschiedene unerfahrene Bediener setzten das Gerät bei derartigen OPs ein. Zum Vergleich führte ein erfahrener Arzt die gleiche Aufgabe mit einem Standardkatheter durch. Alle fünf unerfahrenen Bediener konnten den Eingriff erfolgreich beenden, und zwar im Schnitt in ähnlicher Zeit wie ein Experte.

Der nächste Versuch war der erste Schritt einer Trikuspidalklappenreparatur. Das ist eine deutlich anspruchsvollere OP, die normalerweise am offenen Herzen durchgeführt wird. Dabei wird ein Ring um eine sich öffnende und schließende Herzklappe gelegt. Diese simulierten die Forscher mit einer Nachbildung einer Herzklappe, die von einem Motor angetrieben wurde. Mit der schlagenden Klappe als Ziel gelang es mühelos, den Ring in drei aufeinanderfolgenden Versuchen zu verankern. Jetzt sind OPs an Lebewesen geplant, ehe das Verfahren an Menschen getestet wird.

(Ende)