“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.

"Robin" sayesinde diz ameliyatlarında daha yüksek doğruluk

Bir ameliyatın başarısı genellikle cerrahın deneyimine ve becerisine bağlıdır. Prosedür ne kadar karmaşıksa cerrahın kabiliyetleri de o kadar önemlidir. Manuel olarak çalışan cerrahlar, zaman alıcı ve potansiyel olarak hataya müsait olan mekanik cihazlar kullanırlar. "Robin" ile Orthokey, gelişmiş bilgisayar destekli ortopedik cerrahinin kapısını açıyor. Robin, ortopedik implantların planlanması ve konumlandırılmasında ve hassas kemik rezeksiyonlarının gerçekleştirilmesinde cerrahı destekleyen bir intraoperatif robotik sistemdir. Bunu yapmak için bireysel hasta profilinin yanı sıra belirli kinematik ve anatomik özellikleri kullanıyor. Orthokey Ürün Müdürü Simone Bignozzi, "Hastanın üzerine birkaç takip cihazı yerleştiriyoruz ve bunlar bir kamera tarafından 1 milimetreden daha az bir hassasiyetle görülebiliyor. Bu, cerrahın bir rezeksiyon gerçekleştirmeden önce her bir hasta için implantın doğru konumlandırılmasını planlamasına olanak tanır" diyerek "Robin"in arka planındaki prensibi açıklıyor.

İşlevsellik ve deneyim kararı

Bologna'da bulunan Istituto Ortopedico Rizzoli'de ortopedi cerrahı olan Dr. Domenico Alesi, özellikle sistemin kullanım kolaylığını övüyor: “’Robin' sezgisel ve görsel olarak ilgi çekici bir sistem. Tüm arabirimleri, kullanıcılar için karmaşık süreçleri basitleştiriyor ve işleri daha kolay hâle getiriyor." "Robin" ayrıca farklı implant üreticilerini ve hastane konseptlerini dikkate alan modüler bir yaklaşıma dayanmaktadır. Son olarak Orthokey, ameliyathane çözümü için KUKA'nın hassas hafif robotu LBR Med de dâhil olmak üzere yüksek kaliteli bileşenlere güveniyor.

Orthokey'deki mühendisler, çeşitli robotlar arasında karşılaştırma yaptı ve kendi robotlarını geliştirmeyi de düşündü. Ancak daha sonra KUKA'nın LBR Med'i devreye girdi ve Orthokey'deki "Robin" projesinin CTO'su Maria Pasquini'nin söylediği gibi üç nedenden dolayı onları ikna etti: "İlk olarak, robot kolu tıbbi cihazlara kolay ve hızlı entegrasyon için hâlihazırda sertifikalandırılmıştır. Bu da tüm sistemin sertifikalandırılmasını kolaylaştırmış ve piyasa için daha hızlı bir şekilde hazır olmasını sağlamıştır. İkinci faktör yedi serbestlik derecesi ve her bir eklemdeki sensörlerdir. Bunlar, robotun ameliyathanedeki doğruluğunu ve becerisini artırabilir. Üçüncüsü, LBR Med güvenilir bir yazılıma sahip, olgun ve yerleşik bir çözümdür. Böylece en başından itibaren hızlı ve etkili bir şekilde çalışabildik."

Eklem gelişimi

En başından beri amaç, sistemi benzer çözümlere kıyasla daha basit ve daha küçük olacak şekilde tasarlamaktı. Orthokey ilk prototipi Verona Üniversitesi ile iş birliği içinde geliştirdi. Bignozzi, "Kavram kanıtı sekiz ay sonra hazırdı. Dokuz ay sonra donanım ve yazılımın geliştirilmesi tamamlandı. İlk sürüm hazırdı ve belgeler ürün sertifikasyonu için onaylanmış kuruluşa gönderildi," diyor ve "Robin'in" ameliyathaneye giden zorlu yolunu anlatıyor.

İlk olarak, aletler robotik sisteme bağlanır.

Ekip, tüm süreç boyunca KUKA'nın araştırma ve geliştirme ekibi ile yakın bir şekilde çalıştı ve onların deneyimlerinden büyük ölçüde faydalandı. Pasquini, "KUKA'nın tıbbi uygulamalarda son derece köklü bir robotik şirketi olduğu ve çok sayıda projeden elde ettiği bilgi birikiminden yararlanabileceği açıktı. Her bir ekip üyesinin güçlü bağlılığı “Robin”in başarıya ulaşmasına yardımcı oldu," diye vurguda bulunuyor.

Yüksek doğruluğa sahip insan-robot iş birliği

Peki "Robin" ile yapılan bir müdahale nasıl işliyor? Prosedür başlamadan önce ameliyathane personeli, insanlar ve robotik sistem arasında sorunsuz bir etkileşim sağlamak için ameliyat alanını titizlikle hazırlar. Robotik sistemin doğru konumlandırılması çok önemlidir. Bunu yapmak, cerrahi ekiple sorunsuz entegrasyon ve ameliyathanede verimli manevra kabiliyeti sağlar. Cihazların yüksek doğrulukla konumlandırılması ve robotik sistemin dikkatli bir şekilde kalibre edilmesi, prosedür boyunca sorunsuz ve sıkıntısız bir iş akışı için çok önemlidir.

"Robin" sezgisel ve görsel olarak ilgi çekici.

Ameliyat sırasında cerrah, robotik sistem üzerinde hastanın anatomisinin haritasını çıkarmak için kızılötesi işaretleyicileri kullanır. Bu işaretler hastayı cihaz için "görünür" hâle getirir. Sistem daha sonra hastanın anatomisini ve pozisyonunu gerçek zamanlı olarak takip ederek cerrahi süreç boyunca doğru hizalama ve yönlendirme sağlayabilir.

Hastanın anatomisi ekranda kaydedilip görselleştirildiğinden, cerrah artık kemik rezeksiyonları için stratejisini hassas bir şekilde planlayabilir. Hastanın özelliklerinin ayrıntılı bir şekilde görselleştirilmesi, prosedür için uygun bir yaklaşım geliştirmesini sağlar. Plan tamamlandıktan sonra robotik kol devreye girer. Dr. Alesi, "İlk olarak, otomatik modda çalışıyor ve hastaya hassas bir şekilde yaklaşıyor. Hedeflenen alana ulaştığında, prosedür iş birlikçi bir aşamaya geçiyor. Bu modda cerrah, ‘Robin’ tarafından tutulan kesme kılavuzunu hedef düzlem için manuel olarak ayarlayabiliyor, robotik kol olağanüstü doğruluğu koruyor ve kesme kılavuzunun işlem boyunca hassas bir şekilde konumlandırılmasını sağlıyor. Bu iş birlikçi yaklaşım, yüksek doğruluk sağlamak için kemik rezeksiyonunun her adımı için tekrarlanıyor." diyor Dr. Alesi ve hekim ile tıbbi robot arasındaki iş birliğini anlatıyor.

Gerekli tüm kemik rezeksiyonları tamamlandıktan sonra cerrah, ortopedik implantı hastaya yerleştiriyor. Bu son aşama sırasında, bacak kinematiğini ve robotik sistemin ekranındaki genel sonucu yakından izliyor. Dr. Alesi, "Bu kapsamlı izleme, implantın doğru bir şekilde yerleştirilmesini ve istenen cerrahi sonucun elde edilmesini sağlıyor. Cerrah işlemin başarılı olduğunu onayladıktan sonra operasyon tamamlanıyor ve hasta ameliyat sonrası bakıma alınıyor." diyor.

Ameliyathanede ortak

"Robin" piyasa için hazır. Tıbbi Cihaz Yönetmeliği (MDR) uyarınca sertifikasyon şu anda devam etmekte olup, Orthokey bunun ardından çeşitli ülkelerde [örneğin gelecek yıl ABD'de Gıda ve İlaç İdaresi (FDA)] daha fazla onay için başvuruda bulunmayı planlamaktadır. Simone Bignozzi "Bunu başarmak ve sistemimizi sürekli olarak geliştirmek için dünya çapında çeşitli referans merkezleriyle çalışıyoruz. Geri bildirimler sürekli olarak olumlu oldu. Kullanıcılar "Robin”in ölçüleri ve ağırlığının yanı sıra cerrahi iş akışının basitliğini de takdir ediyor" diyor.

Geliştiriciler için tıbbi robotun cerraha rakip olarak değil, ameliyathanede bir yardımcı olarak görülmesi önemlidir. Geleneksel cerrahiye göre daha dik bir öğrenme eğrisine sahip olabildiği için bu robot, özellikle genç cerrahlar için büyük bir avantaj olabilir. Maria Pasquini, "’Robin’ iş fırsatlarını kısıtlamayacak ancak kullananların becerilerini artıracak. Cerrahlar da dâhil olmak üzere ameliyathane personeli, ek cihazla sorunsuz bir şekilde nasıl etkileşim kuracaklarını öğrenecek. Cerrah, hasta merkezli cerrahiden faydalanacak ve özellikle az sayıda ameliyat yapan cerrahlar için sapmalar azaltılabilecek. Ameliyathane düzeni üzerinde bir etkisi olacaktır ancak bu etki minimum düzeyde olacaktır. Asistanların ve uzmanların daha iyi eğitilmesi, diz cerrahisi prosedürlerinin daha iyi anlaşılması, daha güvenilir verilerin toplanması ve cerrahi uygulamaların daha da geliştirilmesinin teşvik edilmesi, sistemin ek faydaları olabilir." diye vurguluyor.

Robot sistemi, cerrahın bir rezeksiyon gerçekleştirmeden önce her bir hasta için implantın doğru konumlandırılmasını planlamasına olanak tanır.

Robotik diz cerrahisinde yeni bir seviye

Dr. Domenico Alesi de "Robin"in cerrahi prosedürleri yeni bir seviyeye taşıyacağından emin. "Bu çözüm kısa vadede prosedürün doğruluğunu artırmayı, cerrahi hareketlerin sayısını azaltmayı, cerrahlar arasındaki değişkenliği azaltmayı ve tekrarlanabilir ve daha kesin sonuçlar elde etmeyi amaçlıyor. Tüm bunlar daha iyi bir cerrahi sonuç olarak yansıyabilir. Orta vadede bu, cerrahi prosedürleri daha da geliştirmemize ve en önemli etkileyen faktörleri tespit etmemize olanak tanıyacak" diyor.

Sistemin doğruluğu oldukça şaşırtıcı ve sadece son derece uzmanlaşmış cerrahlar için değil, çok çeşitli doktorlar için uygun.

Dr. Domenico Alesi, Bologna'daki Istituto Ortopedico Rizzoli'de bir ortopedi cerrahı

Geliştiriciler için tıbbi robotun cerraha rakip olarak değil, ameliyathanede bir yardımcı olarak görülmesi önemlidir.

KUKA'da Medikal İş Geliştirme Müdürü olan Frédéric Piasek bunu dört gözle bekliyor: "Orthokey ile son derece iyi ve açık bir iş ortaklığımız var. Teknik zorluklarla ilgili sürekli diyalog sayesinde, çözümde kademeli olarak ilerleme kaydedebildik. Ayrıca, potansiyel gelişmelerle ilgili olarak düzenli temas hâlindeyiz. Orthokey ile iş birliğimiz sayesinde gelecekte bizi nelerin beklediğini merak ediyorum."