تجربه جراحی متفاوت به کمک یک سیستم هوشمند

"کریستوف هیونیس"(Christoff Heunis) موسس استارت‌آپ "Flux Robotics" شخصی بود که ایده توسعه این سیستم را مطرح کرد. امکان‌پذیر ساختن روش‌های پزشکی تخصصی در هر نقطه از جهان چیزی است که کریستف هیونیس قصد داشت با تاسیس این استارت‌آپ به آن برسد. او در طول تحقیقات دکترای خود، سیستمی را توسعه داد که به جراحان اجازه می‌دهد تا با کمک آهنربا یک کاتتر قلبی را در بدن قرار دهند.

هیونیس به دلیل داشتن یک تجربه شخصی ناراحت کننده در فکر توسعه این سیستم افتاد چرا که هنگامی که او ۲۰ ساله بود و در آفریقای جنوبی در رشته مهندسی مکاترونیک تحصیل می‌کرد مادر یکی از بهترین دوستانش سکته(نوع غیر معمول سکته مغزی) کرد و در سراسر آن قاره، فقط دو یا سه جراح مغز و اعصاب بودند که می‌توانستند به او کمک کنند.

هیونیس رشته مهندسی زیست پزشکی را برای تحصیل در مقطع کارشناسی ارشد انتخاب کرد. او در حین تحصیل، روی توسعه فناوری کار کرد که می‌تواند به بیماران سکته مغزی در توانبخشی آنها کمک کند. از آنجایی که فرصت‌های تحصیلی برای رشته مهندسی زیست‌پزشکی در مقطع دکتری هنوز در آفریقای جنوبی کم است، هیونیس تصمیم گرفت به دنبال دانشگاه‌هایی در اروپا باشد. او دانشگاه توئنته هلند را انتخاب کرد، جایی که تحقیقات دکترای خود را در سال ۲۰۱۷ آغاز کرد. وی گفت: وظیفه من یافتن راهی برای بهبود بهره‌وری جراحان قلب و عروق از طریق استفاده از فناوری نوآورانه پزشکی بود.

به عنوان اولین قدم، هیونیس ابتدا آنچه را که در سالن عمل اتفاق می‌افتد مشاهده کرد. هیونیس گفت: ما بدون هیچ محصولی و هیچ ایده‌ای به یک بیمارستان محلی رفتیم. اگرچه آزمایشگاه ما در حال تحقیق روی طیف گسترده‌ای از فناوری‌های جراحی بود، من می‌خواستم رویکردی بی‌طرفانه داشته باشم. من در اتاق عمل با لباس اتاق عمل و دستکش جراحی نشستم و یادداشت برداری کردم.

هیونیس با دقت تمام حرکات و اقدامات جراح را یادداشت برداری کرد. او متوجه چند چیز شد. محققان بسیار از اشعه ایکس برای مشاهده و تصویربرداری سیم‌های راهنما و کاتترها در بدن استفاده می‌کردند.

هیونیس گفت: ما می‌توانیم آن‌ها را کاهش دهیم زیرا تعداد زیادی عکس گرفته می‌شود. شما خود را در معرض پرتو یونیزان قرار می‌دهید و با گذشت زمان از این طریق به سرطان مبتلا شوید. من در آن زمان همچنین در حال بررسی مدت زمانی بودم که جراحان از پرستاران می‌خواهند ابزار خاصی را به آنها بدهند.

پرتو یونیزان یا تابش یون‌ساز(Irradiation) تابشی است که به اندازه کافی انرژی دارد تا الکترون‌ها را از اتم یا مولکول جدا کند یا به بیانی دیگر آن‌ها را یونیزه کند. تابش یونیزان از ذره‌های درون‌اتمی، اتم‌ها یا یون‌هایی با سرعت بسیار بالا(سرعتی نزدیک به سرعت نور) یا موج‌های الکترومغناطیسی با انرژی بسیار بالا مانند گاما و ایکس ساخته‌ شده‌ است.

موضوع تحقیق من به موضوعی در مورد تغییر جراحی کم‌تهاجمی تبدیل شد. دو انتخاب برای جراحی قلب وجود دارد. جراحی قلب باز که به موجب آن جراح کل قفسه سینه را باز می‌کند. در این روش، بیمار خون زیادی از دست می‌دهد، خطر عفونت و همچنین زمان بهبودی طولانی وجود دارد. جراحی کم تهاجمی گزینه دیگر است. در این مورد، جراح از ابزارهای نازک و انعطاف پذیر برای انجام همان عمل از طریق یک برش کوچک بدون نیاز به باز کردن قفسه سینه بیمار استفاده می‌کند. این روش گرچه برای بیمار بهتر است، اما برای جراح سخت‌تر است.

این زمانی بود که پدیده جراحی مغناطیسی(magnetic surgery) پدیدار شد. هیونیس به توسعه "سیستم رباتیک پیشرفته برای دستکاری مغناطیسی"(ARMM) ادامه داد. او یک سیستم رباتیک پیشرفته برای دستکاری مغناطیسی را برای آزمایش تاثیر استفاده از آهنربا برای هدایت سیم‌های راهنما ابداع کرد.

در این روش یک آهنربای کوچک در انتهای سیم راهنما نصب شده است. آن سیم بسیار انعطاف‌پذیر است. با استفاده از آهنربا در خارج از بدن بیمار، می‌توانید به سادگی آهنربای داخلی را حرکت دهید و این گونه است که جراح سیم راهنما را به سمت محل مناسب حرکت می‌دهد.

هیونیس توضیح داد که در یک مطالعه امکان‌سنجی بر روی آنچه به عنوان فانتوم‌های سیلیکونی شناخته می‌شود، هیونیس و تیمش توانستند نشان دهند که ابزارهای کنترل شده مغناطیسی می‌توانند سخت‌ترین چرخش‌ها را در بدن انسان و در بافت حیوانات انجام دهند. آنها همچنین راهی برای کاهش چشمگیر تعداد اشعه ایکس مورد نیاز توسعه دادند.

هیونیس در ابتدا قصد نداشت ایده خود را به بازار عرضه کند. او و سایر محققان دانشگاه توئنته در آن زمان پروژه‌های خود را به جراحان بیمارستان "MST" و مرکز پزشکی دانشگاه خرونینگن نشان می‌دادند. وی برای آنکه ایده خود را عملی کند با کمک هزینه‌ای که از شورای تحقیقات هلند(NWO) دریافت کرد، استارت آپی را تاسیس کرد.

این به هیونیس اجازه داد تا اولین کارمند خود را استخدام کند. او همچنین از این بودجه برای توسعه محصولی که به عنوان یک محصول قابل دوام شناخته می‌شود، استفاده کرد. در عرض شش ماه او توانست یک سیستم متحرک ایجاد کند که جراحان MST توانستند آن را روی فانتوم‌ها آزمایش کنند. این آزمایش‌ها نتایج مطلوبی را به همراه داشت: زمان جراحی در مقایسه با درمان‌های استاندارد کوتاه‌تر بود و قرار دادن کاتتر برای جراح قابل کنترل‌تر بود. آنها اکنون برای مرحله بعدی که آزمایشات بالینی است، آماده هستند.

هیونیس گفت: مشخص نیست که این سیستم چه زمانی وارد بازار خواهد شد. این بستگی به این دارد که ما از کدام مقررات پیروی کنیم. آیا ما گواهینامه آمریکایی را انتخاب می‌کنیم یا گواهینامه اروپایی را ترجیح می‌دهیم؟ آمریکا در حال حاضر قابل پیش بینی‌تر است. در هر صورت، ظرف سه سال آینده جراح باید بتواند از این سیستم در اتاق عمل استفاده کند.