Målet med ”Robin” är att ta robotassisterad knäkirurgi till en ny nivå

Det italienska medicintekniska företaget Orthokey utvecklade sitt robotsystem ”Robin” som ett stöd till ortopediska kirurger i operationssalar. Systemet, som är baserat på KUKA:s robot LBR Med, möjliggör robotassisterad högprecisionskirurgi vid total knäartroplastik tack vare systemets avancerade navigationssystem.

H?gre precision vid kn?kirurgiska ingrepp tack vare ”Robin”

Hur v?l en operation lyckas beror ofta p? kirurgens erfarenhet och skicklighet – ju mer komplicerat ingreppet ?r, desto viktigare ?r kirurgen. N?r en kirurg arbetar manuellt kr?vs mekanisk utrustning, vilket ?r tidskr?vande och kan leda till fel. Med ”Robin” ?ppnar Orthokey d?rren till avancerad datorassisterad ortopedisk kirurgi. Robin ?r ett intraoperativt robotsystem som hj?lper kirurgen vid planering och positionering av ortopediska implantat samt vid utf?rande av benresektioner. Systemet anv?nder patientprofilen i kombination med specifika kinematiska och anatomiska egenskaper. ”Vi f?ster ett antal trackers p? patienten som ?vervakas av en kamera med en noggrannhet under 1 millimeter. Kirurgen kan nu planera r?tt positionering av implantatet p? varje enskild patient innan resektionen utf?rs”, ber?ttar Simone Bignozzi, Product Manager hos Orthokey om principen bakom ”Robin”.

Funktion och erfarenhet avg?r

Dr. Domenico Alesi, ortopedkirurg vid Istituto Ortopedico Rizzoli i Bologna, ber?mmer s?rskilt systemets anv?ndarv?nlighet: ”’Robin’ ?r intuitiv att anv?nda och visuellt tilltalande. Alla gr?nssnitt f?renklar komplexa processer f?r anv?ndaren och underl?ttar arbetet.” Vidare ?r ”Robin” baserad p? en moduluppbyggd approach som tar h?nsyn till olika implantattillverkare och sjukhuskoncept. Sist men inte minst f?rlitar sig Orthokey p? h?gkvalitativa komponenter i sin operationssalsl?sning – som t.ex. KUKA:s avk?nnande l?ttviktsrobot LBR Med.

Ingenj?rerna p? Orthokey j?mf?rde olika robotar och ?verv?gde ocks? att utveckla en egen. Men sedan KUKA:s LBR Med-robot in i bilden, vilket ?vertygade dem av tre sk?l, enligt Maria Pasquini, CTO f?r ”Robin”-projektet p? Orthokey: ”F?r det f?rsta ?r robotarmen redan certifierad f?r enkel och snabb integrering i medicintekniska produkter. Detta underl?ttade certifieringen av det ?vergripande systemet och gjorde att det blev klart f?r marknaden snabbare. Den andra faktorn ?r robotens sju frihetsgrader samt sensorerna i varje led som ?kar robotens precision och ”fingerf?rdighet” i operationssalen. Och f?r det tredje ?r LBR Med en mogen och etablerad l?sning med tillf?rlitlig programvara, s? vi kunde arbeta snabbt och effektivt redan fr?n b?rjan.”

Gemensam utveckling

Redan fr?n b?rjan var tanken att utforma systemet s? att det skulle vara enklare och mindre ?n j?mf?rbara l?sningar. Orthokey utvecklade den f?rsta prototypen i samarbete med universitetet i Verona. ”Proof of concept var klart p? ?tta m?nader, och nio m?nader senare var b?de h?rd- och mjukvara f?rdigutvecklad. Den f?rsta versionen var klar och dokumentationen skickades till det anm?lda organet f?r produktcertifiering”, ber?ttar Simone Bignozzi om de steg som kr?vdes innan ”Robin” n?dde operationssalen.

Först monteras instrumenten på robotsystemet.

Under hela processen hade teamet ett n?ra samarbete med KUKA:s forsknings- och utvecklingsteam och kunde dra stor nytta av deras erfarenheter. ”Det var tydligt att KUKA ?r ett mycket v?letablerat robotf?retag inom medicinska till?mpningar och att de kan dra nytta av den kunskap de samlat fr?n m?nga projekt. Det starka engagemanget hos varje enskild person i teamet har bidragit till att g?ra ’Robin’ till en framg?ng”, betonar Pasquini.

Samarbete mellan m?nniska och robot med h?g precision

S? hur utf?rs ett ingrep med ”Robin”? Innan ingreppet p?b?rjas f?rbereder operationspersonalen noggrant operationsomr?det f?r att s?kerst?lla att interaktionen mellan de ber?rda personerna och robotsystemet blir s? effektivt och smidigt som m?jligt. Korrekt positionering av robotsystemet ?r avg?rande f?r s?ml?s integration med kirurgteamet liksom effektiv man?vrerbarhet i operationssalen. Exakt positionering av alla enheter samt noggrann kalibrering av robotsystemet ?r avg?rande f?r ett smidigt och problemfritt arbetsfl?de under hela ingreppet.

”Robin” är intuitiv att använda och visuellt tilltalande.

Under operationen anv?nder kirurgen infrar?da mark?rer f?r att kartl?gga patientens anatomi i robotsystemet. Dessa mark?rer g?r patienten ”synlig” f?r apparaten. Systemet kan sedan f?lja patientens anatomi och position i realtid, vilket s?kerst?ller korrekt inriktning och styrning under den kirurgiska processen.

Tack vare att patientens anatomi registreras och visualiseras på skärmen kan kirurgen exakt planera strategin för benresektionerna.

Tack vare att patientens anatomi registreras och visualiseras p? sk?rmen kan kirurgen exakt planera strategin f?r benresektionerna. Den detaljerade visualiseringen av patienten g?r det m?jligt f?r kirurgen att utveckla en l?mplig metod f?r ingreppet. N?r den kirurgiska planeringen ?r klar ?r det dags f?r robotarmen att b?rja arbeta. ”Inledningsvis arbetar den i automatiskt l?ge och n?rmar sig patienten med h?g precision. N?r den har n?tt det operativa omr?det ?verg?r ingreppet till en samverkande fas. I detta l?ge kan kirurgen manuellt justera den kirurgiska operationsguiden som h?lls av ”Robin” s? att den ?verensst?mmer med m?lplanet. Robotarmen s?kerst?ller maximal precision och h?ller den kirurgiska operationsguiden i exakt position under hela processen. Det samverkande arbetss?ttet upprepas f?r varje steg i benresektionen, vilket s?kerst?ller en konsekvent precision”, ber?ttar Dr. Domenico Alesi om samarbetet mellan kirurg och medicinsk robot.

N?r alla n?dv?ndiga benresektioner har genomf?rts positionerar kirurgen det ortopediska implantatet p? patienten. Under denna sista fas ?vervakar kirurgen noga benkinematiken och det ?vergripande resultatet p? robotsystemets sk?rm. ”Den helt?ckande ?vervakningen s?kerst?ller att implantatet placeras korrekt och att det ?nskade kirurgiska resultatet uppn?s. N?r kirurgen har bekr?ftat att ingreppet har lyckats ?r operationen klar och patienten ?verf?rs till postoperativ v?rd”, ber?ttar Dr. Domenico Alesi.

Partner i operationssalen

”Robin” ?r redo f?r marknaden. Certifiering enligt Medical Device Regulation (MDR) p?g?r f?r n?rvarande, varefter Orthokey avser att ans?ka om ytterligare godk?nnanden i olika l?nder – n?sta ?r exempelvis hos Food and Drug Administration (FDA) i USA. ”F?r att uppn? detta och kontinuerligt f?rb?ttra v?rt system samarbetar vi med flera referenscenter runt om i v?rlden. ?terkopplingen har varit genomg?ende positiv. Anv?ndarna uppskattar storleken och vikten p? ”Robin” och hur den underl?ttar det kirurgiska arbetsfl?det”, ber?ttar Simone Bignozzi.

Det ?r viktigt f?r utvecklarna att den medicinska roboten inte ses som en konkurrent till kirurgen, utan som en assistent i operationssalen. Det kan vara en stor f?rdel f?r framf?r allt unga kirurger, eftersom de kan ha en brantare inl?rningskurva ?n vid konventionell kirurgi. ”’Robin’ kommer inte att begr?nsa arbetsm?jligheterna, utan ?ka kompetensen hos systemets anv?ndare. Personal i operationssalen, inklusive kirurger, kommer att l?ra sig att interagera s?ml?st med den extra utrustningen. Kirurgen drar nytta av den patientcentrerade kirurgin samtidigt som avvikande operationsresultat kan reduceras. Detta g?ller s?rskilt kirurger som utf?rt f? operationer. Operationssalens utformning kommer att beh?va anpassas, men endast minimalt. B?ttre utbildning av AT- och ST-l?kare, b?ttre f?rst?else f?r kn?kirurgiska ingrepp, insamling av mer tillf?rlitliga data och fr?mjande av vidareutveckling av kirurgisk praxis kan vara ytterligare f?rdelar med systemet”, f?rklarar Maria Pasquini.

Robotsystemet gör det möjligt för kirurgen att planera rätt positionering av implantatet på varje enskild patient innan resektionen utförs.

Robotassisterad kn?kirurgi p? en ny niv?

Dr. Domenico Alesi ?r ocks? ?vertygad om att ”Robin” kommer att ta kirurgiska ingrepp till en ny niv?. ”M?let med l?sningen ?r att p? kort sikt ?ka precisionen i dylika ingrepp, minska antalet kirurgiska gester, minska variationen mellan kirurger samt att uppn? reproducerbara och mer exakta resultat. Allt detta kan ?terspeglas i b?ttre kirurgiska resultat. P? medell?ng sikt kommer vi kunna vidareutveckla metoderna f?r kirurgiska ingrepp och identifiera de viktigaste faktorerna som p?verkar resultatet”, f?rklarar kirurgen.

Systemet arbetar med mycket hög precision och lämpar sig inte bara för högspecialiserade kirurger, utan för ett brett spektrum av läkare.

Dr. Domenico Alesi, ortopedkirurg på Istituto Ortopedico Rizzoli i Bologna

Det är viktigt för utvecklarna att den medicinska roboten inte ses som en konkurrent till kirurgen, utan som en assistent i operationssalen.

Frédéric Piasek, Business Development Manager Medical?hos KUKA ser fram emot det: ”Vi har ett mycket gott och ?ppet samarbete med Orthokey. Tack vare den st?ndiga dialogen om tekniska utmaningar har vi kunnat g?ra gradvisa framsteg med l?sningen. Vi h?ller ocks? regelbunden kontakt r?rande framtida utvecklingsm?jligheter. Jag ?r nyfiken p? vad v?rt samarbete med Orthokey kommer att leda till i framtiden.”