Mit freundlicher Genehmigung der virtuellen Inzision
Ein chirurgischer Roboter namens spaceMIRA absolvierte seine erste Operationsdemonstration in der Schwerelosigkeit.
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Ein winziger chirurgischer Roboter in der Internationalen Raumstation hat am Samstag seine erste Operationsdemonstration in der Schwerelosigkeit abgeschlossen, teilten die Entwickler der Technologie CNN exklusiv mit.
Der Roboter, bekannt als spaceMIRA – was für Miniaturized In Vivo Robotic Assistant steht – führte mehrere Operationen an simuliertem Gewebe im umlaufenden Labor durch, während er von Chirurgen aus etwa 250 Meilen (400 Kilometern) Tiefe in Lincoln, Nebraska, ferngesteuert wurde.
Der Meilenstein ist ein Fortschritt in der Technologieentwicklung, der nicht nur Auswirkungen auf eine erfolgreiche langfristige bemannte Raumfahrt haben könnte, bei der es zu chirurgischen Notfällen kommen könnte, sondern auch auf die Schaffung des Zugangs zu medizinischer Versorgung in abgelegenen Gebieten der Erde.
Das US-Ziel, die Erforschung tiefer in den Weltraum voranzutreiben, beinhaltet die Möglichkeit von Reisen, die Jahre dauern könnten – eine Hin- und Rückreise zum Mars könnte laut NASA etwa zwei Jahre dauern.
Der Roboter wiegt nur 2 Pfund (0,9 Kilogramm) und sein kompaktes mikrowellengroßes Design macht ihn zu einem leichten Instrument, das für die Raumfahrt geeignet ist. „Wenn ein Teil des Geräts zur Durchführung einer Operation in den Körper eingeführt wird, verwendet das Werkzeug zwei Arme, um die Bewegungen eines Menschen nachzuahmen – den linken Arm zum Greifen und den rechten Arm zum Schneiden“, sagte Shane Farritor, Mitbegründer und Chief Technology Officer bei Virtual Incision , das Startup, das spaceMIRA erstellt hat.
Mit freundlicher Genehmigung der virtuellen Inzision
Das kompakte Design des Roboters in Mikrowellengröße macht ihn zu einem leichten Instrument, das für die Raumfahrt geeignet ist.
„Es gibt dem Chirurgen (auf der Erde) kleinere Hände und Augen und ermöglicht ihm, viele Eingriffe minimalinvasiv durchzuführen“, sagte Farritor, der seit 20 Jahren an der Entwicklung der Technologie beteiligt ist.
SpaceMIRA startete am 30. Januar eine Fahrt mit einer SpaceX Falcon 9-Rakete von der Cape Canaveral Space Force Station in Florida und erreichte die Raumstation am 1. Februar.
Bei der Demonstration am Samstag musste der Fernchirurg die Hände des Roboters steuern, um Spannung auf das simulierte Gewebe – bestehend aus Gummibändern – auszuüben, und mit der anderen Hand das elastische Gewebe mit einer Schere zerlegen, sagte Farritor. Insgesamt sechs Chirurgen führten Ferntests mit dem Roboter durch, und jede Demonstration – das Präparieren des richtigen Gewebestücks unter Druck, eine häufige chirurgische Aufgabe, sagte Farritor – wurde als erfolgreich gewertet.
Eine der Herausforderungen beim Versuch, einen Roboter im Weltraum von der Erde aus zu steuern, ist die Latenz, also die Zeitverzögerung zwischen dem Senden des Befehls und dem Empfang des Befehls durch den Roboter. Die Verzögerung betrug ca 0,85 Sekunden, sagte Michael Jobst, ein Darmchirurg, der am Samstag an der Demonstration mit spaceMIRA teilnahm.
„Wenn es bei einem lebenden Patienten zu Blutungen kommt, ist es meine Aufgabe, diese Blutung sofort zu stoppen. Aber eine Verzögerung von 800 bis 850 Millisekunden zwischen dem Erkennen des Blutverlusts und dem anschließenden Handeln dagegen ist im Grunde so, als würde man sagen: OK, ein Mississippi, zwei, und dann kann ich weitermachen und das Problem beheben.“ sagte Jobst, der einer der ersten Chirurgen war, der die terrestrische MIRA in klinischen Studien am Menschen einsetzte. Er sagte, er habe insgesamt 15 Fernoperationen an menschlichen Patienten durchgeführt.
„Fünf Sekunden wären in der Chirurgie eine Ewigkeit, und ein Sekundenbruchteil oder eine halbe Sekunde wird von Bedeutung sein. Das war also eine große Herausforderung“, sagte Jobst. Trotz der spürbaren Zeitverzögerung sei es den Chirurgen gelungen, die Aufgaben zu erledigen, sagte er.
SpaceMIRA soll im Frühjahr zur Erde zurückkehren.
„Die NASA will noch weiter gehen, und der Langzeitraumflug wird in vielerlei Hinsicht neue Anforderungen an die medizinische Versorgung stellen“, sagte Farritor, der auch Professor für Maschinenbau an der University of Nebraska ist. „Hier gibt es viele Fragen, die noch beantwortet werden müssen. … Wir wollten einfach zeigen, was möglich ist, und wir denken, dass es ein wirklich guter Schritt in die richtige Richtung ist.“
Laut einer Pressemitteilung der University of Nebraska sind die Ergebnisse von MIRA auch für die Erweiterung chirurgischer Möglichkeiten auf der Erde wertvoll, beispielsweise in ländlichen Gebieten oder auf militärischen Schlachtfeldern.
„Es gibt viele Orte in den USA … die keinen Zugang zu Spezialisten haben, und wenn man Telechirurgie wie diese durchführen könnte, könnte sich ein Experte aus einer größeren Stadt in eine ländliche Gegend einwählen und bei einigen chirurgischen Eingriffen helfen.“ „Pflege, ich denke, das hat große Vorteile“, sagte Farritor.
SpaceMIRA sei 3 Zoll (7,6 Zentimeter) kürzer als ein Gegenstück, das für den Einsatz auf der Erde entwickelt wurde, um den Einschränkungen der Raumfahrt Rechnung zu tragen, aber es habe die gleiche Form und Funktion, sagte er.