Robotgestuurde naald

Prikken met een naald in een patiënt is een zeer precaire bezigheid voor een arts. Het risico van beschadigingen of misprikken is altijd aanwezig want het komt allemaal aan op de vaardigheid van de dokter. Onderzoekers van onder meer de TU Delft en TNO denken nu een oplossing voor dit probleem in zicht te hebben.

Op het MedTech West Event aan de TU Delft demonstreerden ze op een eerste versie van een robotgestuurde naald die precies op de juiste plek in het lichaam kan worden gebracht. Door gebruik te maken van een flexibel en stuurbaar instrument kunnen ze deze plek met minimale weefselschade benaderen. De juiste plek bereiken is uiteraard ook belangrijk voor een goede diagnose. Momenteel worden er namelijk nog veel biopten genomen op de verkeerde plek. Hierdoor ontstaat een reële kans op een verkeerde diagnose.

Zo’n anderhalf jaar geleden is TU Delft in samenwerking met andere partners aan dit project begonnen. De eerste resultaten van dit PITON-project (Percutaneous Instruments Tele-Operated Needles) worden nu voor het eerst aan een groter publiek getoond.

Sensoren
In de naald zijn sensoren aangebracht. Deze kunnen via optische signalen de vorm van het omliggende weefsel meten. De sensoren koppelen deze informatie terug naar de robotbesturing. In combinatie met de gebruikte medische afbeeldingstechniek (bijvoorbeeld MRI) kan de naald vervolgens robot-gestuurd voorzichtig naar de goede plek worden geleid.

'Als de naald eenmaal op de goede plek zit, kan er bijvoorbeeld een biopt worden genomen. Maar de holle naald kan ook als basis dienen voor andere handelingen. Er kan daarna bijvoorbeeld een katheter door worden aangebracht. In het algemeen zou je diagnose en behandeling door deze ontwikkeling makkelijker kunnen combineren', zegt onderzoeker John van den Dobbelsteen.

MRI
Deze combinatie van diagnose en behandeling past in een actuele medische trend: theragnostics. Men streeft momenteel bijvoorbeeld naar chirurgische ingrepen in een MRI-omgeving. Maar als een patiënt in een MRI-scanner ligt, is deze onbereikbaar voor de chirurg. Van afstand bestuurde instrumenten, zoals de robotnaald, bieden dan uitkomst.

Compatibel
De robotnaald moet natuurlijk wel verenigbaar zijn met die MRI-techniek. 'Daar ligt vooral onze expertise', vertelt system engineer ir. Maurits van der Heiden van TNO, naast de TU Delft de belangrijkste partner in het PITON-project. 'De naald en de aansturing mogen uiteraard niet van magnetisch materiaal zijn. En de MRI-signalen mogen de optische en elektrische signalen van de sensoren niet storen en omgekeerd. Ook mag het materiaal van de naald niet te buigzaam zijn, maar ook weer niet te rigide. We denken dat we al deze uitdagingen overwonnen hebben.'

TNO heeft een ruime expertise op het gebied van opto-mechatronica. Binnen PITON heeft TNO optische sensoren en actuatoren ontwikkeld die beide nauwkeurig zijn en dus betrouwbaar in een MRI-omgeving werken. Met de optische sensoren kunnen naast de vorm ook allerlei andere parameters gemeten worden, zoals krachten die voor haptische terugkoppeling erg interessant kunnen zijn.

Toekomst
Van den Dobbelsteen: 'Voordat deze technologie echt toegepast zal worden in ziekenhuizen, zijn we echt een aantal jaar verder. Er moeten immers nog allerlei testen plaatsvinden, uiteraard in nauw overleg met medici. We werken dan ook samen met Universitair Medisch Centrum Utrecht. Maar het begin is er zonder twijfel. En we kijken ook al verder. We hebben ons nu vooral op tumoren gericht, maar we denken dat dit soort naalden in principe ook bij cardiovasculaire ziektes zijn in te zetten.'

• website van TU Delft
• website van TNO