Hoe gaan robots de wereld veranderen? Een veelgestelde en nog onbeantwoorde vraag. We hebben immers geen glazen bol. Wat we wel weten is dat digitalisering en automatisering de wereld de afgelopen decennia enorm veranderd hebben. Op de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) wordt dagelijks onderzoek gedaan naar de mogelijkheden van slimme machines in de industrie en het dagelijks leven. Wetenschappers duiken in de technologie en studententeams gaan aan de slag met concrete oplossingen voor maatschappelijke problemen. In deze reeks lees je over de nieuwste robots, hun achtergrond en hun toekomstbeeld. Vandaag de zesde aflevering: operatierobots.
“Met een operatierobot kan een chirurg veel nauwkeuriger werken”, zegt Maarten Steinbuch, hoogleraar Systems and Control bij de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). De afgelopen jaren deed hij met zijn groep veel onderzoek naar verschillende operatierobots en was hij betrokken bij de oprichting van drie start-ups.
Er zijn verschillende operatierobots in ontwikkeling. De drie start-ups – voortgekomen uit onderzoek aan de TU/e – werken allemaal aan een andere robotassistent. De robots hebben één ding gemeen: ze kunnen gebruikt worden voor precisieoperaties. “Dat sluit goed aan bij de precisie maakindustrie waar we in Nederland heel goed in zijn”, stelt Steinbuch. “De operatierobots moeten mechanisch goed ontwikkeld zijn. Daarnaast moeten ze ook makkelijk reproduceerbaar zijn en niet al te duur.” Volgens de hoogleraar moet dit er toe leiden dat de zorg voor patiënten beter wordt. “Een succesvolle robot maakt een operatie sneller, beter en goedkoper”, gaat hij verder.
Oogchirurgie
De bekendstee precisierobot is de oogchirurgierobot van Preceyes. Hiermee kunnen artsen veel nauwkeuriger hun instrumenten neerzetten en vasthouden op een bepaalde plek in het oog, zelfs beter dan 20 micrometer nauwkeurig. “Hierdoor kunnen operaties beter worden uitgevoerd. De robot wordt bijvoorbeeld ingezet om een membraam in het netvlies af te pellen waardoor mensen weer beter kunnen zien. Met een bibberende hand kun je zomaar door iemands netvlies heen prikken”, legt Steinbuch uit. “Daarnaast maakt de robot vanwege zijn zeer hoge precisie ook nieuwe behandeltechnieken mogelijk. Met deze robot kan een arts medicijnen bijvoorbeeld in een specifiek deel van het netvlies spuiten”, legt Steinbuch uit. In 2016 is de robot voor het eerst gebruikt bij een operatie. “De robot staat al in Engeland en Rotterdam en gaat binnenkort ook naar New York.”
Lymfevaten
Microsure, de tweede start-up, werkt aan een precisierobot om bijvoorbeeld bloedvaten en zenuwbanen weer aan elkaar te hechten. De robot is voornamelijk bedoeld voor reconstructieve chirurgie. Daarbij wordt weefsel ergens in het lichaam weggehaald om op een andere plek iets te herstellen. Een van de toepassingen waar het bedrijf zich mee bezig houdt is het aanpakken van lymfoedeem. Borstkanker kan uitzaaien naar lymfeknopen in de oksel, deze worden dan weggehaald. Hierdoor kan vocht zich ophopen op ongewenste plekken. “Met deze robot kunnen de lymfevaten weer aan elkaar gehecht worden, wat het probleem vermindert of zelfs oplost”, zegt Steinbuch. “Er staat inmiddels een robot in het Universitair Medisch Centrum Maastricht. Daarmee worden nu verschillende testen uitgevoerd.”
Gehoorimplantaten
Tot slot werkt Eindhoven Medical Robotics aan een botfreesrobot. Om een gehoorimplantaat in te brengen, moet het bot achter het oor gedeeltelijk weggehaald worden. Dit gebeurt nu met een kleine frees. “Dit is het hardste bot in je lichaam, dus de arts is hier lang mee bezig. Hij moet ook nog heel voorzichtig te werk gaan. In het bot zitten namelijk hele belangrijke zenuwen. Als hij die raakt, kan de patiënt verlamd raken in zijn gezicht”, stelt Steinbuch. Deze start-up werkt aan een efficiëntere en nauwkeurigere manier om dergelijke operaties uit te voeren. Met behulp van een CT-scan van het bot kan er een 3D-kaart van worden gemaakt. Dat dient als navigatie voor de robot, zodat deze precies weet waar alles is en automatisch in het bot kan frezen.
Wachtlijsten verkorten
Vaak zijn er wachtlijsten voor operaties omdat er maar een bepaald aantal artsen zijn die een bepaalde operatie uit kunnen voeren. “Dat is bijvoorbeeld bij de operatie voor gehoorimplantaten het geval. Met de robot zou ook een arts die hier niet specifiek voor getraind is de operatie kunnen uitvoeren. Dat verkort de wachtlijsten”, stelt Steinbuch. De robots kunnen delen van een operatie autonoom uitvoeren, maar er zal volgens hem altijd een arts bij de operatie aanwezig zijn. “Er kunnen altijd onverwachte dingen gebeuren waardoor supervisie nodig blijft. Vanwege die supervisie door een arts is de drempel voor patiënten ook lager om zich door een robot te laten opereren”, gaat Steinbuch verder. “De robot is dan meer een instrument voor de arts.”
Voordat de robots op grote schaal gebruikt kunnen worden in het ziekenhuis, is er nog veel ontwikkeling nodig. “Een robot daadwerkelijk op de markt brengen, is echt iets anders dan in het lab aantonen dat de technologie werkt”, zegt Steinbuch. “De start-ups moeten nu zorgen dat ze een robuust en superveilig systeem hebben. De robot moet natuurlijk onder alle omstandigheden veilig zijn voor patiënten.” Juist daar is de Brainportregio volgens hem heel goed in. “We hebben Philips hier. Dat is een groot bedrijf dat veel ervaring heeft met medische apparatuur. Veel mensen die daar werken of gewerkt hebben, weten goed hoe ze een product op de markt moeten brengen. Het gaat dan niet per se over robotica, maar wel over systemen en processen die de gezondheidszorg verder helpen.”
Tot het uiterste
Steinbuch gaat verder: “Daarnaast maakt de Nederlandse maakindustrie ons uniek in de wereld. ASML vraagt op technologisch gebied het uiterste van zijn toeleveranciers. Dat zorgt ervoor dat bedrijven hier in staat zijn om topprestaties te leveren in de maakindustrie, wat we ook weer nodig hebben voor de medische robots.” Al deze partijen, van universiteit tot multinational, weten elkaar volgens de wetenschapper ook te vinden voor samenwerkingen. “Daardoor kunnen wij robots leveren van topkwaliteit. In andere landen, zoals Duitsland en Zwitserland wordt ook gewerkt aan instrumenten voor de zorg, maar dat gaat niet specifiek om precisie robots.”
Lees hier meer over Maarten Steinbuch
Nieuwe industrie
De droom van Steinbuch is om in Nederland een nieuwe industrie op te bouwen rondom medische robots. “Ik hoop dat er over tien jaar minstens duizend mensen werkzaam zijn in die nieuwe industrie en dat klanten wereldwijd tevreden zijn”, zegt hij. “We kunnen onze kennis van de high tech en de mentaliteit van de maakindustrie combineren voor het beste resultaat op medisch gebied.” De ontwikkeling van nieuwe robots gaat ondertussen gewoon door. “Er is nu een ontwikkeling gaande op het gebied van robotica in het lijf. Bijvoorbeeld kleine robotpilletjes die door middel van beeldverwerking door het lichaam gestuurd worden”, vertelt hij. “Zelf vind ik het interessant om in de toekomst te kijken naar instrumenten voor hersenonderzoek.”
Steinbuch: “De operatiekamer van de toekomst is er eentje waarin technologie op een patiëntvriendelijke manier ondersteunend is aan processen waardoor operaties sneller en beter kunnen. Die technologie zorgt er ook voor dat we operaties kunnen uitvoeren die nu nog niet mogelijk zijn.”
Nieuwsgierig geworden naar de andere bijzondere robots van het TU/e High Tech System Center? Lees hier de eerdere afleveringen.
