หุ่นยนต์เจาะผ่าตัดช่วยในการฝังอุปกรณ์ช่วยหายใจเข้าไปในหูของผู้หญิงหูหนวก (เครดิตภาพ: Weber et al.)เป็นครั้งแรกที่หุ่นยนต์ประสบความสําเร็จในการผ่าตัดที่ยุ่งยากและละเอียดอ่อนซึ่งช่วยฝังอุปกรณ์ช่วยไตเข้าไปในหูของผู้หญิงหูหนวกตามการศึกษาใหม่นักวิจัยกล่าวว่าหญิงวัย 51 ปีที่หูหนวกในหูทั้งสองข้างเนื่องจากโรคภูมิต้านตนเองที่หายากได้รับการผ่าตัดเพื่อรับประสาทหูเทียมที่หูขวาของเธอเพื่อช่วยให้เธอได้ยินอีกครั้ง
”ผู้ป่วยมีความก้าวหน้าที่ดีกับการฝึกอบรมการพูดและภาษาและกําลังแสดงความพึงพอใจสูงเกี่ยวกับ
ประโยชน์ของการมีประสาทหูเทียม” สเตฟานเวเบอร์ผู้เขียนนําการศึกษากล่าวผู้อํานวยการศูนย์ ARTORG เพื่อการวิจัยวิศวกรรมชีวการแพทย์ที่มหาวิทยาลัยเบิร์นในสวิตเซอร์แลนด์กล่าว “หกเดือนหลังการผ่าตัด เธอยังสามารถสื่อสารได้บางส่วนทางโทรศัพท์ ซึ่งเป็นก้าวสําคัญสําหรับอิสรภาพส่วนตัวของเธอ” [6 หุ่นยนต์ที่แปลกประหลาดที่สุดที่เคยสร้างมา]ในขณะที่เครื่องช่วยฟังจะขยายเสียงเพื่อให้หูที่เสียหายสามารถตรวจจับได้ประสาทหูเทียมจะข้ามส่วนที่เสียหายของหูเพื่อกระตุ้นเส้นประสาทหูที่รับผิดชอบในการได้ยินโดยตรง ณ เดือนธันวาคม 2012 มีการผ่าตัดประสาทหูเทียมมากกว่า 324,000 ครั้งทั่วโลกตามข้อมูลของสถาบันแห่งชาติว่าด้วยอาการหูหนวกและความผิดปกติของการสื่อสารอื่น ๆ ของสหรัฐอเมริกาประสาทหูเทียมประกอบด้วยไมโครโฟนที่รับเสียงจากสภาพแวดล้อม, ตัวประมวลผลเสียงที่กรองเสียงเหล่านี้เพื่อมุ่งเน้นไปที่การพูด, เครื่องส่งสัญญาณที่แปลงเสียงเหล่านี้เป็นแรงกระตุ้นไฟฟ้า, ตัวรับสัญญาณฝังที่รับสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้, และอาร์เรย์อิเล็กโทรดที่ฝังไว้ซึ่งรวบรวมข้อมูลไฟฟ้านี้และกระตุ้นเส้นประสาทหู.
”ความรู้สึกทางการได้ยินไม่สามารถเทียบได้กับการได้ยินปกติ” เวเบอร์บอกกับ Live Science “อย่างไรก็ตามหลังจากการฝึกอบรมจํานวนหนึ่งสมองสามารถตีความสิ่งเร้าเป็นคําพูดและเข้าใจเสียงเป็นภาษาสําหรับการสื่อสาร”
ส่วนที่บอบบางและยุ่งยากที่สุดของการฝังอุปกรณ์ช่วยฟังนี้เกี่ยวข้องกับการวางอาร์เรย์อิเล็กโทรดกว้าง 0.01 นิ้วถึง 0.04 นิ้ว (0.3 ถึง 1 มม.) ในช่องเปิดที่โดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 นิ้ว (30 มม.) ตามที่นักวิจัยกล่าว ความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยอาจนําไปสู่ความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้พวกเขากล่าวว่า เป็นผลให้ประมาณ 30 ถึง 55 เปอร์เซ็นต์ของผู้ป่วย 65,000 คนหรือมากกว่านั้นที่ได้รับประสาทหูเทียมในแต่ละปีทั่วโลกยังคงประสบกับการสูญเสียการได้ยินอย่างมีนัยสําคัญ
ขั้นตอนที่ยุ่งยาก
ตอนนี้เวเบอร์และเพื่อนร่วมงานของเขาได้พัฒนาสิ่งที่พวกเขากล่าวว่าเป็นระบบฝังประสาทหูเทียมที่ใช้หุ่นยนต์ช่วยตัวแรกที่ช่วยเอาชนะความท้าทายที่ศัลยแพทย์มนุษย์ต้องเผชิญเมื่อดําเนินการตามขั้นตอน
”เมื่อพูดถึงนวัตกรรมการผ่าตัดที่จําเป็นมากสําหรับใช้ในขั้นตอนหูจมูกและลําคอเพื่อนร่วมงานศัลยแพทย์ของเราจะพูดซ้ํา ๆ ว่าการเข้าถึงหูชั้นในในลักษณะที่รุกรานน้อยที่สุดเป็นอุปสรรคสําคัญที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข” เวเบอร์กล่าว “สิ่งนี้กระตุ้นให้เราค้นคว้าและออกแบบวิธีที่จะช่วยให้ศัลยแพทย์หู จมูก และลําคอสามารถทําการผ่าตัดรูกุญแจเพื่อเข้าถึงหูชั้นในได้”
จากการศึกษาใหม่พบว่าขั้นตอนส่วนใหญ่ยังคงเสร็จสิ้นด้วยตนเองโดยมนุษย์ อย่างไรก็ตามหุ่นยนต์
มีหน้าที่หนึ่งในขั้นตอนที่เสี่ยงที่สุดของการผ่าตัด: เจาะรูด้วยกล้องจุลทรรศน์ในกระดูกกะโหลกศีรษะรอบหูโดยไม่ทําให้เกิดการบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับความร้อนต่อเส้นประสาทใกล้เคียง “การฝึกซ้อมต้องผ่านระหว่างเส้นประสาทในระยะทางน้อยกว่า 1 มิลลิเมตร” เวเบอร์กล่าว
การฝังประสาทหูเทียมเป็นการผ่าตัดที่ละเอียดอ่อนอย่างยิ่ง หุ่นยนต์ผ่าตัด (ในนกเป็ดน้ํา) จะต้องทํางานภายในช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างเส้นประสาทใบหน้าและต่อมรับรส (เครดิตภาพ: Weber et al.)
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่านักวิจัยได้พัฒนาสว่านหุ่นยนต์ที่มีความแม่นยําสูงสุดที่รายงานสําหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ดังกล่าว โดยหลงทางเพียงประมาณ 0.015 นิ้ว (0.4 มม.) กล้องยังช่วยติดตามหุ่นยนต์ด้วยความแม่นยํา 25 ไมครอน ในการเปรียบเทียบผมของมนุษย์โดยเฉลี่ยมีความกว้างประมาณ 100 ไมครอน
นอกจากนี้ทีมวิจัยยังได้ออกแบบดอกสว่านสเตนเลสสตีลที่มีร่องและคมตัดที่ปรับให้เหมาะสมสําหรับการตัดเป็นกระดูกและขนย้ายเศษกระดูกออกไปซึ่งจะช่วยลดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการเจาะ ขอบด้านนอกของดอกสว่านยังช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างบิตและเนื้อเยื่อรอบข้างขณะหมุน ในระหว่างขั้นตอนมีการหยุดชั่วคราวหลายครั้งระหว่างการขุดเจาะเพื่อ จํากัด การสะสมของความร้อนและในระหว่างการหยุดชั่วคราวแต่ละครั้งเศษกระดูกจะถูกชะล้างออกจากดอกสว่านเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดแรงเสียดทานระหว่างการเจาะนักวิจัยกล่าว
