يُعدُّ إجراء العمليات داخل القلب الحيّ أمراً معقداً وحساساً ويتطلب جرَّاحين ماهرين. فعادةً ما يستخدم الكادر الطبي أجهزة تحكُّم ومجموعة من الأشعة السينية أو الموجات فوق الصوتية لتوجيه القسطرة بدقة عبر الجسم.
ولأول مرة في الوقت الراهن، تمكَّنت قسطرة روبوتية من التوجُّه بشكل ذاتي داخل القلب للمساعدة في إجراء عملية معقدة بشكل خاص. وقد تم استيحاء فكرة الجهاز من الطريقة التي تتعرَّف بها بعض الحيوانات على محيطها، وتم استخدامه لمساعدة الجرَّاحين على إغلاق أماكن الارتشاح داخل قلوب خمسة حيوانات حيَّة.
مصدر الصورة: فاجوجينيس وزملاؤه، مجلة ساينس روبوتيكس 4، EAAW1977 (2019)
سجل في نشرة الخوارزمية
يقول بيير دوبونت من كلية الطب بجامعة هارفارد، وقد أشرف على الدراسة الجديدة التي نُشرت في مجلة ساينس روبوتيكس (Science Robotics): "تستخدم الفئران شعيرات جانبية للإحساس بالحائط، ويشعر البشر بالطريق الذي يذهبون فيه، وتستخدم الصراصير قرون الاستشعار الخاصة بها. وبالمثل، يستخدم هذا الجهاز مستشعرات تعمل باللمس للتعرُّف على مكانه وإلى أين يتجه بعد ذلك، بناءً على خريطة للقلب".
ويبلغ عرض الجهاز 8 ملليمترات، ويحتوي على كاميرا وضوء في طرفه، وهما يعملان كمستشعر بصري ولمسي معاً. كما تم استخدام إحدى خوارزميات التعلم الآلي التي تم تدريبها على ما يقرب من 2000 صورة لأنسجة القلب لتوجيه الجهاز أثناء انتقاله. يقوم مستشعر اللمس بشكل دوري باستشعار أنسجة القلب أثناء شقِّ الجهاز لطريقه من خلالها، مما يساعده على معرفة مكانه والتأكّد من استبعاد احتمال أن يتلف الأنسجة.
مصدر الصور: فاجوجينيس وزملاؤه، مجلة ساينس روبوتيكس 4، EAAW1977 (2019)
وخلال الدراسة التي شملت 83 تجربة على خمسة حيوانات، تمكَّنت القسطرة من التوجُّه إلى الموقع الصحيح في 95٪ من الحالات. وقال فريق البحث إن نسبة النجاح هذه تماثل النسبة التي يحققها الأطباء ذوو الخبرة، ولم تؤدِّ العملية إلى حدوث أي كدمات أو تلف في الأنسجة. وبمجرد أن وصلت القسطرة إلى مكانها، تولّى الجرَّاحون السيطرة وقاموا بإجراء العملية لترميم مكان الارتشاح. وعلى الرغم من توافر القسطرة الروبوتية منذ عدة سنوات، إلا أن هذه هي القسطرة الأولى التي تمكَّنت من أن تسلك طريقها دون مساعدة الإنسان.
وتكمن الفكرة في أنه يوماً ما قد تتمكّن هذه التقنية من تخفيف العبء على الجرّاحين ليقوموا بالتركيز على مهام أخرى أو مساعدة الطاقم الطبي الأقل خبرة على إجراء عمليات أكثر تعقيداً، ويقول دوبونت بأنه قد يتمُّ استخدام هذه التقنية على البشر في غضون خمس سنوات.
