Een slangetje ontwikkeld aan de University of Leeds moet gestuurd door magneten de longen gaan verkennen. Het slangetje heeft de flexibiliteit van een tentakel en volgt een vooraf geprogrammeerde route.

 

Een team van onderzoekers en ingenieurs van de University of Leeds heeft een klein en flexibel slangetje (katheter) ontwikkeld, dat als tentakel door de longen moet gaan bewegen.  Vooraf geprogrammeerde magneten kunnen het slangetje succesvol door een afgietsel van menselijke longen sturen.

Het systeem wordt in eerste instantie ontwikkeld om de binnenkant van de longen waar te nemen (bronchoscopie) om daar sporen van kanker of andere aandoeningen te vinden. Ook kan de technologie straks worden gebruikt voor de inwendige waarneming van andere organen, om weefselmonsters te nemen of om medicijnen op specifieke plekken af te leveren. Het kan nog jaren duren voordat de technologie op mensen toegepast gaat worden.

 

Een chirurg met een controller

De meest geavanceerde vormen van bronchoscopie die momenteel op de markt zijn, maken gebruik een van bedrade robotslang die door de mond tot de longen reikt. Chirurgen kunnen deze slang met een controller aansturen, alsof ze een raceautootje door een parcours manoeuvreren. Het voordeel van deze al bestaande technologie is dat de slang erg nauwkeurig te bewegen is. Het nadeel is dat de slang vanwege de gebruikte elektronica relatief dik is, met een doorsnede van minstens 3,5 millimeter. De diepere en dunnere vertakkingen van de longen zijn met deze technologie dus niet waar te nemen.

In de praktijk zijn bronchoscopieën vaak wat minder high-tech. Beeld: Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

 

Voorgeprogrammeerde tentakel

Daarom gebruikt het team van de University of Leeds een magnetische katheter met een diameter van twee millimeter en een lengte van tachtig millimeter. Deze slangen zitten niet vast aan een kabel, maar worden bestuurd door twee robotarmen met magneten als handen. In tegenstelling tot eerdere magnetische katheters bestaat dit nieuwe model uit verschillende elementen die elk magnetische deeltjes bevatten. Daardoor kunnen deze elementen los van elkaar draaien en krijgt het geheel iets van een tentakel. Het is  veel flexibeler.

Een ander probleem met eerdere magnetische katheters is dat de patiënt constant moet worden blootgesteld aan schadelijke röntgenstraling om de locatie van het slangetje bij te houden. Dit hebben de onderzoekers en ingenieurs opgelost door een systeem te ontwikkelen waarbij het gewenste traject van de katheter vooraf kan worden geprogrammeerd op basis van een CT-scan. Vervolgens leiden de robotarmen het slangetje autonoom door de longen. Een bijkomend voordeel van deze autonome besturing is dat het succes van de operatie niet meer op de aanhoudende concentratie van de chirurg berust.

De magnetische katheter in werking (vijf keer versneld). Video: University of Leeds

 

Toekomst

Het is de onderzoekers gelukt om hun katheterrobot autonoom (vooraf geprogrammeerd) door verschillende testomgevingen te leiden, waaronder een afgietsel van menselijke longen op basis van een CT-scan. Toch kan het nog jaren duren voor de toepassing voor echte operaties gebruikt gaat worden.

 

Openingsbeeld: University of Leeds