נתיב למוח

חוקרים מהטכניון ומהקריה הרפואית רמב"ם זכו בפרס החדשנות בתחרות בינלאומית. הפרויקט שהציגו: רובוט ייעודי לטיפול בגידולים במוח

 

חוקרים מהטכניון ומהמרכז הרפואי רמב"ם זכו בפרס החדשנות במסגרת Surgical Robotic Challenge 2016. בתחרות, שהתקיימה בלונדון, התמודדו 12 צוותים מרחבי העולם.

הפיתוח של צוות טכניון-רמב"ם הוא רובוט לניתוח מוח זעיר-פולשני, שייעודו הסרת גידולים סרטניים במוח שגודלם עד 6 ס"מ. הרובוט פועל דרך חור קטן בגולגולת באמצעות הקרנת לייזר ושאיבת הגידול. זאת תוך שימוש בטכנולוגיות מקוריות של מנגנון מחטים, זיהוי הגידול בזמן אמת וטיפול ברקמה הסרטנית.

הרובוט פותח במסגרת המחקר של הדוקטורנטית הדס זיסו בטכניון בהנחייתם של פרופ' משה שהם, ראש המעבדה לרובוטיקה רפואית בפקולטה להנדסת מכונות, ופרופ' מנשה זערור, חבר סגל בפקולטה לרפואה ע"ש רפפורט וראש מחלקת נוירוכירורגיה במרכז הרפואי רמב"ם.

המחט הכפולה

פרופ' משה שהם, ראש המעבדה לרובוטיקה רפואית בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון והדוקטורנטית הדס זיסו  (מימין)

פרופ' משה שהם, ראש המעבדה לרובוטיקה רפואית בפקולטה להנדסת מכונות בטכניון והדוקטורנטית הדס זיסו (מימין)

ההתקן החודר הוא מעין מחט כפולה: מחט חיצונית קשיחה ומחט פנימית גמישה למחצה. המחט החיצונית אחראית לתנועה הסיבובית ולתנועה האנכית לתוך הגידול, ואילו המחט הפנימית מסוגלת לנוע הצידה. כך מושגות למעשה שלוש דרגות חופש.

"בפרויקט הזה ישנם המון אתגרים," אומרת זיסו. "מלבד אתגר המזעור של כלי הזיהוי והטיפול נדרשנו לאפשר מעבר של פנייה חדה לצורך מזעור המחט החיצונית. לשם כך פיתחנו מחט פנימית שהיא גמישה מספיק כדי להתכופף ביציאה מהמחט החיצונית, אך גם חזקה מספיק כדי להוביל את כלי האיבחון והטיפול אל הגידול במדויק תוך עמידה בעומסים הפועלים עליה. המנגנון שפיתחנו מבוסס על שרשרת של חרוזים מגנטיים זעירים (המחט הפנימית), סיבי קבלר (חומר מרוכב) המושכים את המנגנון פנימה, חוליות נירוסטה המחזיקות את הסיבים האופטיים ואת צינור השאיבה, ועטיפת פוליאוריתן."

מהלך הטיפול הרובוטי כולל כמה שלבים מקדימים. ראשית, לקראת הניתוח מבוצעות סריקות MRI, ועל גבי הסריקות מכין הרופא את תוכנית הטיפול. שנית, שעות ספורות לפני הניתוח שותה המטופל חומר פלואורוסנטי המסמן במהלך הניתוח את מיקום הגידול, כך שהרובוט יסתמך הן על הסריקות המוקדמות והן על המורפולוגיה של הגידול בזמן אמת.

אלומת לייזר ממוקדת

פרופ' מנשה זערור

פרופ' מנשה זערור

בזמן הניתוח מוקרן לאזור הגידול אור אולטרה-סגול (UV), הגורם לפליטת אור אדום מהחומר הפלורוסנטי. האור האדום מאפשר זיהוי מדויק, בזמן אמת, של הרקמה הסרטנית. על סמך המידע המתקבל ממנגנון זה מופעלת אלומת לייזר דקה, המוקרנת מקצהו של סיב אופטי על תאי הגידול מטווח קצר (1 מ"מ) ומנדפת את הרקמה. במהלך הטיפול נבדקת הרקמה ללא הרף כדי למנוע פגיעה ברקמות בריאות.

הדס זיסו השלימה תואר ראשון ושני בפקולטה להנדסה ביורפואית בטכניון. עבודת המגיסטר שלה, בהנחיית פרופ' איתן קימל, עסקה בטיפול בגידולים סרטניים באמצעות אולטראסאונד ומיקרו-בועיות. בתום לימודי התואר השני עבדה ב"אינסייטק" ובחברות נוספות בתחום ההנדסה הביורפואית ולפני ארבע שנים החלה את הדוקטורט בהנחייתם של פרופ' שהם ופרופ' זערור.

הרובוט מעוגן בפטנט שעליו חתומים שלושת החוקרים וכן פרופ'-משנה דוד זרוק, שעבד על הפרויקט בשלביו המוקדמים במסגרת הדוקטורט שלו בטכניון. שתי חברות ישראליות מעורבות בתהליך הפיתוח: Prizmatix שבנתה את מערכת הזיהוי האופטית וסיון (Civan) שבנתה את מערכת הלייזר. בתחרות עצמה השתתפו הדס זיסו ורומן שמסוטדינוב, מהנדס אלקטרוניקה השותף בפרויקט, שהדגימו את פעולתו של הרובוט בפני חבר השופטים.

לאתר התחרות: http://www.roboticsweek.uk/surgicalrobotchallenge.htm

רובוט לניתוח מוח זעיר-פולשני

רובוט לניתוח מוח זעיר-פולשני