Det mindste styrbare kateter

Forskere har udviklet et meget lille magnetisk styrbart kateter til minimalt invasiv kirurgi. Takket være dens variable stivhed, kirurger kan udføre mere komplekse bevægelser inde i kroppen med en lavere risiko for skade på patienten.

Til patienter med hjertearytmi, kirurger udfører rutinemæssigt en minimalt invasiv procedure for at fjerne de dele af hjertet, der forårsager uønskede elektriske impulser. Lægen indsætter et kateter gennem en vene ind i hjertet, der lokalt genererer varme for at fjerne de relevante sektioner. For at navigere kateterspidsen gennem blodkarrene med et højt niveau af præcision, kirurgen kan bøje spidsen manuelt ved hjælp af en træktråd inde i kateteret. Imidlertid, kateteret kan kun bevæges i to retninger:til venstre og til højre.

I samarbejde med deres EPFL-kolleger, ETH Zürich forskere, der arbejder under Brad Nelson, Professor i robotteknologi og intelligente systemer, har nu udviklet et kateter med magnethoved. I stedet for at blive styret manuelt, den betjenes fra en computer via et eksternt magnetfelt. Dette gør det muligt at bøje den forreste del af kateteret i enhver retning med det højeste niveau af præcision. "Som resultat, det nye kateter kan styres gennem mere komplekse blodkar bedre end et konventionelt kateter, " siger Christophe Chautems, en ph.d.-studerende i Nelsons gruppe. Da det magnetiske kateter ikke kræver en træktråd, det kan gøres meget tyndere. Forskerne har således udviklet det mindste styrbare kateter nogensinde.

Variabel stivhed

Med det nye kateter, stivheden af ​​den forreste del kan også justeres, takket være en legering med lavt smeltepunkt placeret i tre af dens sektioner. Med strøm tilført gennem fine kobbertråde inde i kateteret, disse sektioner kan opvarmes og dermed gøres fleksible.

Hvis den forreste del af kateteret er relativt stiv, påføring af et eksternt magnetfelt lader det kun bøje lidt. I modsætning, et blødt kateter giver mulighed for bøjninger i meget snævre kurver. Dette giver kirurger mulighed for at navigere gennem blodkar med meget større præcision, og reducerer også risikoen for ved et uheld at skade kar indefra.

For kirurger at arbejde med disse magnetiske katetre, patienter skal ligge på et magnetisk navigationssystem, et apparat, der bruges til at producere rettede magnetiske felter. Sådanne enheder er allerede blevet udviklet af ETH Zürich og en ETH-spin-off. I dag, kommercielle udbydere tilbyder også disse enheder, som i øjeblikket er i brug på omkring 100 hospitaler rundt om i verden.

Bedre beskyttelse mod stråling

Magnetisk kateternavigation har en anden fordel:i modsætning til manuel navigation, kirurgen er ikke ved siden af ​​patienten, men i et kontrolrum ved siden af. Dette giver bedre beskyttelse mod strålingen fra røntgenapparatet, der bruges til at generere billeder til navigation inde i patientens krop. Det er også muligt at fjernudføre operationen over store afstande. Der er endda bestræbelser på at automatisere sådanne procedurer fuldstændigt på mellemlang sigt.

For deres proof of concept, ETH-forskere fokuserede på at bruge kateteret til at behandle hjertearytmi. De fik systemet patenteret og søger partnere fra industrien til at videreudvikle kateteret og bringe det på markedet. De arbejder også på kateterapplikationer inden for øjen- og mave-tarmkirurgi.