Robot szúrt elektródát a nyugdíjas rendőr agyába

További Tudomány cikkek

Egy francia robot és egy Parkinson-kórral küzdő nyugalmazott rendőr voltak a főszereplői a kedden az Országos Klinikai Idegtudományi Intézet (OKITI) könyvtárában tartott sajtótájékoztatónak, ami a magyar orvoslás újabb mérföldkövének bemutatója is volt egyben: 2018. április 20-án végrehajtották az első robotasszisztált agyműtétet Magyarországon. Ha az olvasó ennek hallatán sci-fibe illő humanoid sebészrobotot képzelne maga elé, kicsit ki kell ábrándítanunk: a műtét során segítségül hívott robot egy sebészeti célokra átalakított ipari automata, azaz egy olyan, nagy precizitással tetszőleges irányokba mozgatható, programozható kar, amilyet a legkorszerűbb gyárakban lehet látni tucatjával, amint mondjuk autókarosszériát hegesztenek. Mindez azonban semmit nem von le a hazánkban forradalminak számító műtét jelentőségéből, az eljárás kidolgozása pedig a Nemzeti Agykutatási Program egyik igen fontos eredményének tekinthető.

Mielőtt sor került volna a több mint egy hónappal ezelőtti operáció ismertetésére, körülbelül egy órán át lehetett közvetlen közelről szemlélni a ROSA nevű csúcskategóriás sebészeti robotot, hogy miképp méri be a lézeres célzófej a beavatkozás helyét, hogyan vezérelhető egy jókora érintőképernyőről a mozgása, milyen keretbe kell a páciens fejét szorosan befogni, hogy a beteg tulajdonképp eggyé váljon a műtét idejére az agyába elektródákat ültető robottal. A nem túl nagy, szinte teljesen hangtalanul mozgó robotkar leginkább olyan, mint egy végtelenül precíz és nagy állóképességű asszisztens, aki a műtétet végző orvos keze alá dolgozik. Többek között ez derült ki Erőss Loránd, az intézet funkcionális idegsebészeti osztályának vezetőjének szavaiból, amikor beszélni kezdett a beavatkozásról, amihez fogható nemcsak Magyarországon, de az egész kelet-közép-európai régióban sem volt még.

A robot nem fárad, keze nem remeg

A műtétet vezető idegsebész elmondta, hogy a robot segítségével elektródákat ültettek be a beteg agyába, akinél öt éve diagnosztizáltak Parkinson-kórt. A férfi – Onger György, nyugalmazott rendőr, aki ugyancsak jelen volt a bemutatón – életét megkeserítette a kór jellegzetes tünete, a nagyon erős nyugalmi kézremegés (az úgynevezett tremor), ami a legegyszerűbb hétköznapi cselekvésekben is akadályozta. Amikor ROSA tizedmilliméter pontossággal beültette az előre megadott program szerint az agyába a két mélyagyi stimulációs elektródát, a kézremegés abban a pillanatban szinte teljesen megszűnt. (Egy-egy ilyen elektróda és a hozzá csatlakozó mellkasi pacemaker folyamatosan ingerli az agy mélyen elhelyezkedő területét, helyreállítva, de legalábbis javítva a mozgászavart okozó ideghálózatok hibás működését.) Mint Onger György elmondta, a műtét során nem érzett fájdalmat, csupán a koponyáját szorosan, mozdulatlanul tartó fém célzókeret szorítása volt kellemetlen.

Galéria: Rosa, az első robot segítségével végzett magyar agyműtét robotjaFotó: Nagy Attila Károly / Index

A robot nem önálló, egy műtétet nem úgy kell képzelni, mint a fantasztikus filmekben a műtőt, ahol az asztalra fekvő pácienst szorgos robotkarok operálják. ROSA minden esetben előre megadott algoritmust hajt végre, minden egyes lépés előtt megerősítést kér a műtétet vezető orvostól, és a legkisebb eltérés esetén is leáll és visszahúzódik. Miért fontos egy ilyen robot használata? ROSA 0,6 milliméteres pontossággal, az emberi hiba kizárásával dolgozik, nem fárad, a karja nem remeg, gyorsan, határozottan képes az érzékeny agyszövetek között a megadott célig eljuttatni az elektródákat. És ami elképesztő: mindezen tulajdonságainak köszönhetően azok az agyműtétek, amik korábban sebészt és pácienst próbáló hosszú ideig, 10-12 óráig tartottak, ezután 3-4 óra alatt végrehajthatók lesznek (ilyen műtétek például a 8-10 elektródát is beültető epilepszia-sebészeti műtétek).

Mindez nem jelenti azt, hogy ezután az összes parkinsonos beteg állapotát pár órás műtéttel látványosan javítani lehet a közeljövőben. Leginkább azért nem, mert az orvostudomány jelenleg gyógyszerrel kezeli a kórt, és az efféle beavatkozással csak azokon segítenek, akiknél a gyógyszeres kezelés hatástalan. De ettől függetlenül a Parkinson-kór illetve más agyi betegségek kezelésében, és emellett a betegségekkel kapcsolatos kutatásokban kiemelkedő szerephez jut majd ROSA.

ROSA: programozható, automatizált célzókészülék

A műtét előkészítése természetesen ugyanannyira fontos, mint maga a műtét: az idegsebész orvosok egy sor neurológiai vizsgálattal, agyi képalkotó eljárással belövik, hogy pontosan mely agyterületekre kell beágyazni az elektródákat. Ehhez meg kell határozni azt is, hogy hol és milyen irányokból hatoljon be az elektródát az agyba juttató szonda az agyba. A műtéti terv háromdimenziós agymodelljének adatait ezután betáplálják a robot vezérlő szoftverébe, és a műtét során a precíz robotkar ezek alapján hatol a koponyacsonton fúrt lyukon az agyba. Korábban a behatolási irányok tartásához speciális célzókészülékre, hosszas állítgatásra és nem utolsó sorban biztos kézre, nagy állóképességre volt szüksége az idegsebészeknek. Na, ezt az emberi részt váltja ki a robot, növelve a műtéti pontosságot, csökkentve a sebészekre nehezedő stresszt - a jelek szerint igen sikeresen. A budapesti beavatkozáson részt vett egyébként Stephan Chabardes, a Grenoble-i Idegsebészeti Klinika intézetvezető professzora is. A francia klinika orvosai az úttörői a robotos agysebészetnek: Alim-Louis Benabid professzor fejlesztette ki és alkalmazta először a mélyagyi stimulációs technikát és elsőként kezdett robotokat használni ezeknél a beavatkozásoknál.

Galéria: Az első robotasszisztált agyműtét MagyarországonFotó: Nemzeti Agykutatási Program / Kádár Viktor

Egy ilyen robotkar és a működtetéséhez szükséges orvosi műhely kialakítása nem olcsó. Az Egyesült Államokban százmillió dollár körüli összegbe kerül egy hasonló robotsebész klinikai alkalmazása – ezt figyelembe véve különösen meghökkentő, hogy 51 ROSA-szintű agysebészeti robot dolgozik az USA-ban. Azt, hogy mostantól Magyarországon is működik egy ilyen robot, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs (NKFI) Hivatal Nemzeti versenyképességi és kiválósági programjának 1,2 milliárdos támogatása tette lehetővé: az Országos Klinikai Idegtudományi Intézet ennek köszönhetően a robot legfejlettebb verzióját tudta megvásárolni. A robot OKITI-be telepítése igazi csapatmunka volt, az Országos Klinikai Idegtudományi Intézet a Femtonics Kft-vel közös multidiszciplináris konzorcium orvosokból, gépész-, optikai tervező-, villamos-, szoftverfejlesztő mérnökökből, biológusokból, lézerfizikusokból áll. Az ő munkájuknak köszönhető, hogy a drága francia robot agysebészeti műtétekhez alkalmas vezérlést és perifériákat kapott.

Láthatóvá válik az agy működése

ROSA segítségével folyamatosan, akár naponta lehetne agysebészeti műtéteket végrehajtani, de ennek persze határt szab az, hogy nincs annyi orvos és klinikai dolgozó, akik váltásban mindig felkészülten állnának a beavatkozásra. Reálisan szemlélve heti egy műtét elvégzésére lesz mód a jövőben a robot asszisztálásával, de emellett van még egy fontos dolog: nemcsak gyógyításra, de kutatásra is használják majd ROSA-t. A konzorciumnak az is a célja, hogy egy új, 3D-s mikroszkópot is kifejlesszenek, ez a műszer egy úgynevezett kétfoton-mikroszkóp lesz, ami a mai lézermikroszkópoknál gyorsabb, térbeli méréseket tesz lehetővé. A 3D-s mikroszkóp használatához szükség van speciális fluoreszcens festékre is, ami az idegsejtek aktivitását teszi láthatóvá – ennek fejlesztése ugyancsak a következő 2-3 év feladata. A robot kutatási célú használata ott jön képbe, hogy a 3D-s mikroszkóppal megfigyelni kívánt, kutatási vagy gyógyítási szempontból jelentős agyi folyamatok, jelenségek gyakran az agy belsejében, a mélyagyi idegmagvak körül zajlanak, ahová a robot az embernél sokkal pontosabban, tizedmilliméteres precizitással képes eljutni.

Mindezzel kapcsolatban Erőss Loránd azt hangsúlyozta, hogy az idegsebészet a technikai fejlődéseknek köszönhetően átalakulóban van. "Az új képalkotó eljárásoknak köszönhetően olyan agyterületeket, idegpályákat látunk, melyeket öt éve még nem. Látjuk az agyi funkciók működését, a műszerekkel képesek vagyunk észlelni az agyban a páciens kezének mozgását, gondolkodását is."

A mélyagyi stimuláció

Az emberi test mozgásait az agy szabályozási körei teszik lehetővé. Ezekben a hálózatokban az információ különféle agyterületek között áramlik az idegpályákon. Ha valamilyen okból – például a Parkinson-kór agyi elváltozásai következtében – egy-egy ilyen agyterület működése sérül, zavar keletkezik a szabályozási körben, ami fizikai tünetekben jelentkezik. Ilyen tünet a Parkinson-kórra jellemző remegés, illetve merev, meglassult mozgás. A mélyagyi stimuláció (deep brain stimulation, DBS) során elektródákat ültetnek be a sérült funkciójú hálózat egyes pontjaira – például a talamuszba vagy a szubtalamikus magba –, mely az agyi szabályozó kört zavarva a fizikai tüneteket, például a remegést okozza.

A műtét során rögzítik a beteg fejére erősített keretet, és lyukakat fúrnak a koponyáján az elektródák behelyezéséhez. Ezután egy háromdimenziós célzókészülékkel beállítják az agy modelljén korábban megadott célpontok helyzetét és a behatolás irányát, és egymás után beültetik az elektródákat mindkét agyféltekébe. 1,27 milliméteres vagy annál kisebb átmérőjű, tompa végű elektródákat használnak, melyek sérülés nélkül széttolják az idegszövetet. Így, ha a célpont helyzete megköveteli – más indikációban ez előfordul –, az elektródák a funkció sérülése nélkül áttolhatók olyan létfontosságú területeken, mint a beszédközpont vagy a mozgató agykéreg.

Az elektródákat egy neuropacemakerhez kapcsolják. Ezt követően a neuropacemaker nagyfrekvenciás elektromos jelekkel befolyásolja az agyterület működését, visszaállítva a korábbi funkcióját. A sikeres műtét után a beteg tünetei jelentősen csillapodnak, vagy akár teljesen el is múlnak. A rendszert azért nevezik agyi pacemakernek is, mert technikai felépítése hasonlít a szív működését szabályozó, jól ismert pacemakerekéhez.

(Az újonnan indult agykutatas.hu-n bővebben is olvashatnak a műtét hátteréről.)