FAROS: de chirurgische robot die kan horen, zien en voelen

Technologie is tegenwoordig niet meer weg te denken uit het operatiekwartier: beeldvormingsapparatuur, laserscalpels en zelfs robots behoren tot het instrumentarium van de moderne chirurg. Waar de huidige chirurgische robots al tot ongelooflijke dingen in staat zijn, missen ze echter intuïtieve voeling met menselijk weefsel, voeling die de chirurg wel heeft en hem of haar daarom superieur maakt.

Het FAROS-project (Functionally Accurate Robotic Surgery) wil daar verandering in brengen. Onderzoekers aan vier verschillende universiteiten waaronder de KU Leuven hopen een robot te ontwikkelen die gebruikmaakt van verschillende sensoren om te bepalen in welk weefsel hij zich bevindt. Die technologie plannen ze toe te passen tijdens werveloperaties.

Superieure reactiesnelheid

Het FAROS-project focust specifiek op het boren tijdens de ingreep. Momenteel gebruiken chirurgen al hun zintuigen om te bepalen in welk weefsel ze boren. Het beheersen van deze vaardigheid vergt echter intense training. Zo zou een chirurg 140 pogingen nodig hebben om deze handeling goed onder de knie te krijgen, stelt Emmanuel Vander Poorten, gespecialiseerd in de ontwikkeling van chirurgische robots aan de KU Leuven.

De lange leercurve maakt het interessant deze taak te laten overnemen door een robot. Ook andere overwegingen spelen mee, legt hij uit: 'Heel veel taken tijdens een chirurgische ingreep zijn extreem complex. Voor deze taken maken we liefst gebruik van de chirurg. Het boren is daarentegen een welomschreven taak, waar eveneens redelijk veel risico aan verbonden zit.'

Het grootste voordeel van de robot ten opzichte van de chirurg is zijn reactiesnelheid. 'Een mens heeft ongeveer 200 milliseconden responstijd, terwijl een robot maar 10 milliseconden nodig heeft.' Vander Poorten vergelijkt het met boren in een muur. 'Wanneer je boort en plots verkeerd terechtkomt is plots stoppen zeer moeilijk, de robot zal veel sneller reageren.' Hierdoor zal de operatie veiliger kunnen verlopen.

Horen, zien en voelen

FAROS maakt gebruik van vier sensoren om een onderscheid te maken tussen verschillende weefsels. Het gaat om een microfoon, een meter voor de elektrische weerstand, een sensor voor mechanische weerstand en een optische sensor. De superioriteit van de technologie zit in het samenspel van alle sensoren.

De signalen van de verschillende sensoren zijn echter vrij complex. Volgens Vander Poorten kan je het zien als een soort handtekening, waarbij elke handtekening overeenkomt met één type weefsel. En daar daagt artificiële intelligentie (AI) op. AI is namelijk in staat de verschillen tussen weefsels te herkennen, begrijpen en onthouden. Het is de integratie van deze technologieën die het de robot mogelijk maken om de actie autonoom uit te voeren.

Toekomst

De interesse voor robotica in de medische wereld groeit steeds meer en de huidige generatie chirurgen is technischer gezind. 'Vroeger was er vaak een wantrouwen tegenover robotica, tegenwoordig is dat heel anders', constateert Vander Poorten. Chirurgen zijn tegenwoordig veel meer bezig met technologische ontwikkelingen: 'Er wordt zelfs beweerd dat jonge chirurgen door hun game-ervaring op technisch vlak beter zijn dan de oudere generaties'.

Vander Poorten schat dat het nog vijf tot zeven jaar zal duren voor de robot van het FAROS-project in zijn geheel op de markt komt. Hoewel veel van de minder gesofisticeerde deeltechnologieën, zoals de sensors, al eerder beschikbaar zullen zijn, is voor de rest van de technologie verder onderzoek vereist. Nog even wachten dus, maar met deze technologie evolueert het operatiekwartier steeds meer naar de perfecte symbiose tussen mens en machine.