U gebruikt een oudere browser-versie van Internet Explorer. Actualiseer uw browser voor een optimale weergave
“Robin” aims to take robotic knee surgery to a new level
The Italian-based medical technology company Orthokey developed its robotic system “Robin” in order to support orthopedic surgeons in the operating room. Based on the LBR Med from KUKA, the system enables precise robotic-assisted surgery for total knee arthroplasty due to its navigation system.
Meer precisie bij knieoperaties dankzij "Robin"
Het succes van een operatie is vaak afhankelijk van de ervaring en de deskundigheid van de chirurg - hoe complexer de procedure, hoe belangrijker de chirurg. Bij handmatige operaties worden mechanische apparaten gebruikt, hetgeen tijdrovend en mogelijk gevoelig voor fouten is. Met "Robin" opent Orthokey de deur naar geavanceerde orthopedische chirurgie met computerondersteuning. Robin is een intraoperatief robotsysteem dat de chirurgondersteunt bij het plannen en plaatsen van orthopedische implantaten evenalsbij het uitvoeren van nauwkeurige botresecties. Hiervoor maakt het systeem gebruik van het individuele patiëntprofiel en specifieke kinematische en anatomische kenmerken. "We plaatsen verschillende trackers op de patiënt, die door een camera kunnen worden gezien met een nauwkeurigheid van minder dan 1 millimeter. Hierdoor kan de chirurg de juiste positionering van het implantaat voor elke individuele patiënt plannen voordat de resectie wordt uitgevoerd", aldus Simone Bignozzi, Product Manager bij Orthokey, die de gedachte achter "Robin" nader toelicht.
Alle interfaces van het systeem vereenvoudigen complexe ingrepen voor gebruikers en maken de robotondersteunde kniechirurgie intuïtiever.
Functionaliteit en ervaring zijn beslissend
Dr. Domenico Alesi, orthopedisch chirurg aan het Istituto Ortopedico Rizzoli in Bologna, prijst vooral het gebruiksgemak van het systeem: "Robin' is intuïtief en visueel aantrekkelijk vormgegeven. Alle interfaces vereenvoudigen complexe ingrepen voor gebruikers en maken het werk een stuk gemakkelijker." "Robin" is dan ook gebaseerd op een modulaire aanpak die rekening houdt met verschillende implantaatfabrikanten en ziekenhuisconcepten. Tot slot vertrouwt Orthokey op hoogwaardige componenten voor oplossingen voor operatiekamers, en dus op de gevoelige lichtgewicht robot LBR Med van KUKA.
De ingenieurs van Orthokey vergeleken verschillende robots en overwogen ook om een eigen robot te ontwikkelen. Toen kwam echter de LBR Med van KUKA in beeld, die met drie belangrijke punten wist te overtuigen, vertelt Maria Pasquini, CTO van het "Robin"-project bij Orthokey: "Het eerste punt: de robotarm is al gecertificeerd voor een gemakkelijke en snelle integratie in medische hulpmiddelen. De certificering van het totale systeem verliep daardoor een stuk vlotter en het systeem kon ook sneller op de markt worden gebracht. Het tweede punt zijn de zeven vrijheidsgraden en de sensoren in elk gewricht, die de precisie en de behendigheid van de robot in de operatiekamer vergroten. En het derde en laatste punt: de LBR Med is een volwassen en beproefde oplossing met betrouwbare software, zodat we vanaf het begin snel en effectief konden werken."
Gezamenlijke ontwikkeling
Van begin af aan was het idee om het systeem zodanig te ontwerpen dat het eenvoudiger en kleiner zou zijn dan vergelijkbare oplossingen. Orthokey ontwikkelde het eerste prototype in samenwerking met de Universiteit van Verona. "Het concept was na acht maanden klaar, negen maanden later was de ontwikkeling van hardware en software voltooid. De eerste release was klaar en de documentatie werd naar de verantwoordelijke instantie voor de productcertificering gestuurd," aldus Bignozzi, die de moeizame weg van "Robin" naar de operatiekamer beschrijft.
Eerst worden de instrumenten aan het robotsysteem bevestigd.
Tijdens het gehele proces heeft het team nauw samengewerkt met het onderzoeks- en ontwikkelingsteam van KUKA en veel baat gehad bij de ervaring van KUKA. "Het was duidelijk dat KUKA een zeer gerenommeerd bedrijf op het gebied van robotica in medische toepassingen is en kan putten uit de kennis die is opgedaan in tal van projecten. De sterke betrokkenheid van elk teamlid heeft geholpen om van 'Robin' een echt succes te maken," benadrukt Pasquini.
Nauwkeurige samenwerking tussen mens en robot
Hoe werkt een ingreep met "Robin"? Voordat de procedure begint, bereidt het personeel in de operatiekamer het operatieveld zorgvuldig voor om een soepele interactie tussen mens en robot te waarborgen.Een correcte positionering van het robotsysteem is van cruciaal belang en maakt een naadloze integratie met het chirurgische team en een efficiënte manoeuvreerbaarheid in de operatiekamer mogelijk. Een nauwkeurige positionering van de apparaten en een zorgvuldige kalibratie van het robotsysteem zijn uitermate belangrijk voor een soepele en probleemloze workflow tijdens de ingreep.
"Robin" is intuïtief en visueel aantrekkelijk vormgegeven.
Tijdens de operatie gebruikt de chirurg infrarode markers om de anatomie van de patiënt in kaart te brengen op het robotsysteem. Deze markers maken de patiënt als het ware "zichtbaar" voor het apparaat. Het systeem kan de anatomie en de positie van de patiënt vervolgens in realtime volgen, waardoor een nauwkeurige uitlijning en begeleiding tijdens de chirurgische ingreep gegarandeerd is.
Aangezien de anatomie van de patiënt geregistreerd en op het scherm gevisualiseerd wordt, kan de chirurg de strategie voor de botresecties exact uitstippelen.
Aangezien de anatomie van de patiënt geregistreerd en op het scherm gevisualiseerd wordt, kan de chirurgde strategie voor de botresecties exact uitstippelen. De gedetailleerde visualisatie van de kenmerken van de patiënt stelt de chirurg in staat om een geschikte aanpak voor de ingreep te ontwikkelen. Zodra het plan afgerond is, komt de robotarm in actie. "Aanvankelijk werkt het systeem in de automatische modus en benadert het de patiënt nauwkeurig. Zodra het systeem het beoogde bereik heeft bereikt, wordt de samenwerkingsfase van de ingreep gestart. In deze fase kan de chirurg de snijgeleider, die door 'Robin' wordt vastgehouden, handmatig aanpassen aan het doelvlak, waarbij de robotarm uitzonderlijk nauwkeurig te werk gaat en ervoor zorgt dat de snijgeleider tijdens de gehele ingreep exact gepositioneerd blijft. Deze gezamenlijke aanpak wordt herhaald voor elke stap van de botresectie om een consistente precisie te garanderen," aldus Dr. Alesi, die de samenwerking tussen arts en medische robot beschrijft.
Zodra alle benodigde botresecties zijn uitgevoerd, plaatst de chirurg het orthopedische implantaat op de patiënt. Tijdens deze laatste fase houdt de chirurg de kinematica van het been en het algemene resultaat op het scherm van het robotsysteem nauwlettend in de gaten. "Deze uitgebreide monitoring zorgt ervoor dat het implantaat nauwkeurig wordt geplaatst en dat het gewenste chirurgische resultaat wordt bereikt. Zodra de chirurg het succes van de ingreep heeft bevestigd, is de operatie voltooid en wordt de patiënt overgedragen aan de postoperatieve zorg", aldus Dr. Alesi.
Partner in de operatiekamer
"Robin" is klaar voor de markt. De certificering in overeenstemming met de Medical Device Regulation (MDR) is momenteel gaande, waarna Orthokey van plan is om aanvullende goedkeuringen en toelatingen aan te vragen in verschillende landen – volgend jaar bijvoorbeeld bij de Food and Drug Administration (FDA) in de VS. "Om dit te bereiken en ons systeem voortdurend te verbeteren, werken we samen met verschillende referentiecentra over de hele wereld. De feedback is tot dusverre altijd positief. Gebruikers waarderen de afmetingen en het gewicht van 'Robin', evenals de eenvoud van de chirurgische workflow," benadrukt Simone Bignozzi.
Het is belangrijk voor de ontwikkelaars dat de medische robot door de chirurg niet wordt gezien als een concurrent, maar als een assistent in de operatiekamer. Dit kan vooral voor jonge chirurgen een groot voordeel zijn, omdat deze mogelijk een steilere leercurve hebben dan bij de conventionele chirurgie. "Robin' zal het werk dus niet beperken, maar zal wel de vaardigheden van de betrokkenen vergroten. Het personeel in de operatiekamer, inclusief chirurgen, zal leren hoe naadloos met het apparaat kan worden samengewerkt. De chirurg zal profiteren van patiëntgerichte chirurgie. Bovendien zullen uitschieters worden verminderd, vooral bij chirurgen met een gering aantal operaties. Het systeem zal impact hebben op de inrichting van de operatiekamer, deze impact zal echter minimaal zijn. Een betere opleiding van co-assistenten en assistenten, een beter begrip van kniechirurgische ingrepen, het verzamelen van betrouwbaardere gegevens en het bevorderen van de verdere ontwikkeling van de chirurgische praktijk kunnen bijkomende voordelen van het systeem zijn," verduidelijkt Maria Pasquini.
Met het robotsysteem kan de chirurg de juiste positionering van het implantaat voor elke patiënt individueel plannen alvorens een resectie uit te voeren.
Robotondersteunde kniechirurgie naar nieuw niveau
Dr. Domenico Alesi is ervan overtuigd dat "Robin" chirurgische ingrepen naar een nieuw niveau zal tillen. "De oplossing heeft als doel de nauwkeurigheid van de ingrepen op korte termijn te verbeteren, het aantal chirurgische bewegingen te verminderen en de variabiliteit tussen chirurgen te verminderen om reproduceerbare en nauwkeurigere resultaten te behalen. Dit alles kan leiden tot een beter chirurgisch resultaat. Op middellange termijn zal dit ons in staat stellen om chirurgische ingrepen en het herkennen van de belangrijkste invloedfactoren verder te ontwikkelen," aldus de chirurg.
"Robin" is klaar voor de markt.
De nauwkeurigheid van het systeem is verbazingwekkend. Het is bovendien niet alleen geschikt voor zeer gespecialiseerde chirurgen, maar voor een breed scala aan artsen.
Het is belangrijk voor de ontwikkelaars dat de medische robot door de chirurg niet wordt gezien als een concurrent, maar als een assistent in de operatiekamer.
Frédéric Piasek, Business Development Manager Medical bij KUKA, kijkt ernaar uit: "We hebben een zeer goede en open samenwerking met Orthokey. Dankzij de voortdurende dialoog over technische uitdagingen hebben we gestaag vooruitgang kunnen boeken met de oplossing. We hebben bovendien regelmatig contact over mogelijke ontwikkelingen. Ik ben benieuwd wat de toekomst van onze samenwerking met Orthokey voor ons in petto heeft."