Operieren auf 9300 km Distanz

?ber 9300 Kilometer liegen zwischen dem Operationssaal in Hongkong und dem Raum in Z¨¹rich, von dem aus Alexandre Mesot um drei Uhr morgens das Endoskop steuert. Mesot ist Doktorand im Multi-Scale Robotics Lab von ETH-Professor Bradley Nelson. Er schaut auf einen Bildschirm mit Live-Bildern der Operation und bewegt den Joystick eines Playstation-Controllers.

Mit nur rund 300 Millisekunden Verz?gerung f?hrt eine vier Millimeter d¨¹nne Sonde durch den Magen eines lebenden, aber bet?ubten Schweins im Operationssaal in Hongkong. Mit einer Kamera untersucht Mesot die Magenwand des Tieres und entnimmt mit einem winzigen Greifarm Gewebeproben. Der Eingriff ist die erste ferngesteuerte magnetische Endoskopie. Die Details wurden soeben im Fachjournal Advanced Intelligent Systems publiziert.

Damit dieser Durchbruch gelang, waren zwei Dinge entscheidend: Ein an der ETH Z¨¹rich entwickeltes magnetisches Navigationssystem mit magnetisch steuerbarem Endoskop und eine sichere und schnelle Internetverbindung in den Operationssaal.  

Sicherheit geht vor

Der ferngesteuerte Eingriff wurde im Operationssaal von Chirurg:innen der Medizinischen Fakult?t der Chinesischen Universit?t Hongkong begleitet und ¨¹berwacht. Diese f¨¹hrten das magnetische Endoskop durch den Mund in den Magen des Schweins ein. Bevor Alexandre Mesot in Z¨¹rich die Navigation der Sonde ¨¹bernehmen konnte, wurde sie von einem Team des Multi-Scale Robotics Labs und von den Hongkonger Chirurg:innen im Operationssaal getestet.  

Das Endoskop wird ¨¹ber ein Magnetfeld gesteuert, das von Navion, einem von ETH-Professor Bradley Nelson und seinem Team entwickelten chirurgischen Navigationssystem erzeugt wird. ?Durch einen magnetischen Kopf kann das Endoskop nicht nur in alle Richtungen gebogen werden, es ist auch kleiner und einfacher zu steuern als herk?mmliche Ger?te?, erkl?rt Mesot.

Magnetische Endoskopien sind weniger belastend

Auf Grund der grossen Beweglichkeit des magnetischen Endoskops konnte ETH-Forscher Mesot problemlos eine sogenannte Retroflexion im Magen des Tieres durchf¨¹hren. Dabei wird das Endoskop nach dem Eintritt in die Magenh?hle 180 Grad nach hinten gebogen, um den Mageneingang zu inspizieren. Dieser komplexe Eingriff zeigt, dass sich magnetische Endoskope aus der Ferne mindestens genauso flexible navigieren lassen wie Standardger?te.

Dar¨¹ber hinaus kann das kleinere Endoskop bei Menschen auch ¨¹ber die Nase eingef¨¹hrt werden, und nicht ¨¹ber den Mund, so wie das bei herk?mmlichen Endoskopien ¨¹blich ist. Das ist weniger belastend, da Patient:innen daf¨¹r nicht vollst?ndig sediert werden m¨¹ssen und w?hrend dem Verfahren wach sind und Feedback geben k?nnen.  Das magnetische Endoskop ist potenziell auch f¨¹r einen Einsatz bei Kindern geeignet, wo herk?mmliche Sonden zu gross sind.

Minimalinvasive Krebsvorsorge und bessere Versorgung in abgelegenen Gebieten

Professor Bradley Nelson vom Multi-Scale Robotics Lab an der ETH Z¨¹rich, denkt bereits weiter: ?Im n?chsten Schritt unserer Forschung hoffen wir eine Teleendoskopie am menschlichen Magen durchzuf¨¹hren. Es steckt viel Potenzial in dieser Technologie. Ich denke da an minimalinvasive Eingriffe im Magen-Darm-Trakt, wie beispielsweise Krebsvorsorgeuntersuchungen?.

Dr. Shannon Melissa Chan, Assistenzprofessorin in der Abteilung f¨¹r Chirurgie an der CU Medicine, weist zudem darauf hin: ?Die teleoperierte Endoskopie kann nicht nur f¨¹r die chirurgische Ausbildung eingesetzt werden, sondern auch f¨¹r die diagnostische und chirurgische Versorgung in abgelegenen Gebieten, insbesondere wenn es an lokalem Fachwissen mangelt. Aus der Distanz k?nnten wir sogar geschulte Krankenschwestern anweisen, die Verfahren durchzuf¨¹hren.?