Beoordeling van het EndoR-systeem bij ESD voor colorectale laesies

Achtergrondinformatie

1. Doel van het systeem 1.1. Apparaatnaam Het EndoR Surgical System is een master-slave robotplatform ontworpen voor endoscopische chirurgie, met flexibele dubbele armen en een cognitief controlesysteem.

   1.2. Bedoelde indicaties en gebruik Het EndoR Surgical System is een geavanceerd endoscopisch chirurgisch robotsysteem ontworpen om chirurgen en endoscopisten te assisteren bij het uitvoeren van endoscopische operaties. Dit is een systeem bedoeld om zowel visualisatie als therapeutische toegang te bieden tot het volwassen maag-darmkanaal (GI-kanaal) voor endoscopische operaties, met als doel de visualisatie te verbeteren en mogelijk de proceduretijd en technische complexiteit te verminderen.

   Uitgebreide richtlijnen voor de voorbereiding en bediening van het EndoR Surgical System worden verstrekt in de Gebruiksaanwijzing (IFU). De IFU wordt verspreid naar alle onderzoekers en wordt beoordeeld tijdens de training voordat procedures worden gestart.

   1.3. Productbeschrijving Het EndoR Surgical System bestaat uit twee delen: de patiëntenzijde en de chirurgzijde zoals weergegeven in Figuur 1. Aan de patiëntenzijde zijn vier hoofdcomponenten te vinden: een verwerkingseenheid, een robotdrager, een aandrijfeenheid en een overbuissysteem met instrumenten. Aan de chirurgzijde zijn drie hoofdcomponenten te vinden: een masterconsole, een chirurgisch monitor en een ergonomische chirurgstoel.

   Aan de chirurgzijde is de masterconsole de primaire interface van de chirurg met het EndoR Surgical System. Het beschikt over intuïtieve bedieningselementen waarmee de chirurg de robotinstrumenten op afstand met hoge precisie kan manipuleren. De console zendt realtime commando's naar de verwerkingseenheid aan de patiëntenzijde. De chirurgische monitor toont hoogwaardige, realtime videobeelden van de endoscopische camera en andere beeldbronnen. Het biedt de chirurg een duidelijk en gedetailleerd zicht op het operatiegebied, waardoor nauwkeurige navigatie en besluitvorming gedurende de procedure mogelijk wordt. De ergonomische chirurgstoel is ontworpen om het comfort van de operator te maximaliseren en vermoeidheid tijdens langdurige procedures te minimaliseren. Het beschikt over verstelbare ondersteuning voor de houding en armsteunen voor stabiliteit tijdens het bedienen van de console. Een voetpedaal van de elektrocauteriemachine wordt meestal bij de chirurgstoel geplaatst om de elektrocauteriewerking van de dissectormanipulator te bedienen.

   Aan de patiëntenzijde fungeert de verwerkingseenheid als het centrale "brein" van het systeem. Het ontvangt commando's van de console van de chirurg, interpreteert invoersignalen en coördineert de acties van alle robotcomponenten. Deze eenheid integreert realtime gegevensverwerking, veiligheidsalgoritmen en systeemdiagnostiek om nauwkeurige en gesynchroniseerde bewegingen tijdens de operatie te garanderen. De robotdrager is een stabiel platform ontworpen om de endoscopische instrumenten veilig te positioneren en te ondersteunen aan het bed van de patiënt. Het biedt het structurele kader voor het monteren van de aandrijfeenheid en het endoscopische overbuissysteem en kan worden aangepast voor optimale uitlijning met de anatomie van de patiënt. De drager biedt drie standaardbewegingen om fijne aanpassing van de oriëntatie van het instrument mogelijk te maken: translatie langs de as van de overbuis, rotatiebeweging langs de as van de overbuis, en op-neer en links-rechts beweging. De aandrijfeenheid bevat de actuatoren en motoren die fysiek de beweging van de instrumenten aansturen. Het vertaalt digitale commando's van de verwerkingseenheid in mechanische acties, zoals rotatie, insertie of articulatie van de endoscopische instrumenten. Het flexibele endoscopische overbuissysteem is ontworpen om de endoscoop en instrumenten te geleiden en te beschermen terwijl ze in het maag-darmkanaal van de patiënt worden gebracht. Geïntegreerd in de overbuis zijn instrumenten die in staat zijn om complexe chirurgische taken uit te voeren, zoals weefseldissectie en retractie. Het endoscopische overbuissysteem verbetert de stabiliteit en precisie tijdens endoscopische procedures.

   De verbinding tussen de overbuis en de aandrijfeenheid omvat twee bevestigingsmechanismen. De eerste is een roterend bevestigingsmechanisme, dat toestaat dat de overbuis axiaal wordt aangesloten, waardoor de oriëntatie kan worden geselecteerd voordat de instrumenten worden geïnstalleerd. Dit ontwerp adresseert chirurgische scenario's waarbij het behandelgebied uitgebreid is en, met conventionele endoscopen, doorgaans herpositionering van de patiënt tijdens de procedure zou vereisen. In plaats daarvan stelt het rotatiemechanisme de overbuis in staat te roteren en veilig te vergrendelen op vier verschillende hoeken, waardoor de chirurgische houding van de manipulator wordt geoptimaliseerd zonder de patiënt te hoeven verplaatsen. Deze functie stroomlijnt de workflow en verkort de totale proceduretijd door onnodige opstapstappen te elimineren. De tweede is een schuivend bevestigingsmechanisme, dat toestaat dat de overbuis vanaf de zijkant van de aandrijfeenheid wordt aangesloten. Dit mechanisme wordt niet gebruikt in normale bedieningsprocedures, maar wordt alleen gebruikt in noodsituaties, bijvoorbeeld wanneer de overbuis onmiddellijk uit de patiënt moet worden verwijderd.

   Het actieve buiggedeelte van de endoscopische overbuis wordt aangestuurd door knopen. Er worden twee buigrichtingen geboden (pitch- en yawrichting), en de buighoeken van elke richting kunnen worden vergrendeld door de knoop in de richting uit de aandrijfeenheid te trekken. Het endoscopische kanaal maakt het gebruik van een endoscopische camera binnen het systeem mogelijk, waardoor een duidelijk zicht op de chirurgische locatie wordt geboden. De ontkoppelde beweging tussen de camera en de instrumenten verbetert verder het gezichtsveld en de visuele stabiliteit.

2. Bevindingen uit preklinische studies 2.1. Achtergrond van de ziekte en endoscopische procedures Maag-darmkankers zijn veelvoorkomende en belangrijke oorzaken van kankersterfte wereldwijd. GI-kankers groeien vanuit de mucosale laag. Als premaligne en vroege kankers in een vroeg stadium en bloc worden verwijderd voordat ze zich naar lymfeklieren verspreiden, kunnen overlevingspercentages worden verbeterd.

   Endoscopische mucosale resectie (EMR) en endoscopische submucosale dissectie (ESD) zijn ontwikkeld als minimaal invasieve, orgaansparende methoden voor het verwijderen van premaligne en vroege maag-darmkankers. Terwijl EMR geschikt is voor kleinere laesies, is ESD doorgaans vereist voor grotere laesies. ESD biedt het voordeel van een hoger percentage complete, enkelstuk resectie, wat geassocieerd is met een lager risico op lokale recidief in vergelijking met EMR. Echter, ESD is een technisch complexe procedure met een hoger risico op complicaties zoals perforatie en bloeding.

   Conventionele ESD wordt uitgevoerd met een flexibele endoscoop met een enkel instrumentkanaal om toegang te krijgen tot het maag-darmkanaal. Deze opstelling brengt verschillende uitdagingen met zich mee, waaronder moeilijkheden bij het handhaven van de endoscoop in een stabiele positie, beperkte mogelijkheid om effectieve weefseltractie te bieden, en frequente intraprocedurele bloedingen. Als gevolg hiervan vereist ESD een hoog niveau van technische vaardigheid van chirurgen.

   2.2. Samenvatting van preklinische studies Het EndoR Surgical System is ontwikkeld om deze uitdagingen aan te pakken, met als doel chirurgen in staat te stellen twee chirurgische instrumenten te bedienen met verbeterde handvaardigheid en een breder bewegingsbereik. Zowel preklinische ex-vivo studies als in-vivo studies werden uitgevoerd tijdens de ontwikkeling van dit chirurgische systeem.

   Zes preklinische ex-vivo studies werden uitgevoerd in varkensmagen tussen 2015 en 2023, en elf preklinische in-vivo studies werden uitgevoerd in levende varkensmodellen met de laesielocaties in de maag, rectum en linker colon tussen 2016 en 2024. Deze preklinische studies werden uitgevoerd in LASEC-PWH, MISSC-PWH en de Hybride Operatiekamer van het Multi-Scale Medical Robotics Center (MRC).

   I. Preklinische (Ex-vivo) Studie Zes preklinische ex-vivo studies werden uitgevoerd tussen 2015 en 2023, variërend van de initiële ontwikkeling van de robotarmen tot het volledig functionele robotplatform. Alle studies gebruikten varkensmaagmonsters in een bench-top opstelling.

   II. Preklinische (In-vivo) Studie Elf preklinische in-vivo studies werden uitgevoerd tussen 2016 en 2024. Alle studies werden uitgevoerd in levende varkensmodellen met een gewicht tussen 30 en 55 kg. De chirurgische locaties omvatten de maag, rectum en linker colon. Alle studies werden uitgevoerd onder toezicht van klinische experts en werden uitgevoerd in een geregistreerd preklinisch laboratorium. De varkensmodellen kregen analgetica voor pijnverlichting vóór procedures en werden geëuthanaseerd vóór het einde van de studie als ze ernstig letsel opliepen of tekenen van ernstige pijn of distress vertoonden. Zuurstofsaturatie en hartslag werden gedurende de studies gemonitord, en de varkensmodellen werden geëuthanaseerd door overdosis anesthetica.

   Op basis van gegevens uit de ex-vivo en in-vivo experimenten kunnen twee belangrijke conclusies worden getrokken:

   i) Na verschillende trainingssessies werd de operatorprestatie consistenter en efficiënter.

   ii) De dissectiesnelheid nam toe naarmate het dissectiegebied groeide, een fenomeen dat niet werd waargenomen bij conventionele procedures met een enkele endoscoop en dissectie-instrument.

3. Potentiële risico's en voordelen Uit de resultaten aangetoond in de preklinische studies blijkt dat het EndoR Surgical System grotere handvaardigheid en precisie biedt bij het manipuleren van instrumenten, wat vooral voordelig is voor grotere laesies. Deze precisie kan leiden tot effectievere dissectie en verminderde schade aan omliggende weefsels. Dit kan ook het risico op complicaties geassocieerd met ESD verminderen. Door trauma aan aangrenzende structuren te minimaliseren, kan de kans op nadelige gebeurtenissen zoals bloeding of perforatie aanzienlijk worden verlaagd. Patiënten kunnen kortere hersteltijden ervaren, wat bijdraagt aan verbeterde tevredenheid en uitkomsten. Naarmate het risico op complicaties afneemt, kunnen endoscopische procedures zoals ESD toegankelijk worden voor een bredere patiëntenpopulatie.

   Hoewel het uitvoeren van ESD over het algemeen als veilig wordt beschouwd, blijft het een technisch veeleisende procedure, zelfs met de assistentie van het chirurgische robotsysteem. Het gebruik van chirurgische robots introduceert het risico van uitval van apparatuur, wat kan leiden tot complicaties tijdens de procedure. Daarnaast kunnen technische problemen vertragingen veroorzaken, wat mogelijk de patiëntveiligheid in gevaar kan brengen.

   De behandelende artsen zullen de proefpersonen zo nodig monitoren en onderzoeken en zullen zorgvuldig werken om de veiligheid van de proefpersonen te waarborgen. In geval van een ongunstige reactie zullen tegenmaatregelen naar behoren worden genomen, en zal de focus liggen op het waarborgen van de veiligheid van de proefpersoon terwijl de oorzaak van de reactie wordt onderzocht.

4. Duur van de studie en follow-upperiode De totale duur van deze studie is twee jaar. De inschrijvingsperiode wordt verwacht binnen ongeveer één jaar te worden voltooid, met zes proefpersonen. Na ontslag zullen follow-up bezoeken van proefpersonen voor deze studie plaatsvinden in de vierde tot zesde week, zesde tot achtste maand en twaalfde tot veertiende maand zoals klinisch geïndiceerd. Alle proefpersonen die aan deze studie deelnemen, zullen ook klinische follow-up en surveillance ontvangen volgens standaard klinische protocollen daarna.

5. Naleving

   Deze studie zal worden uitgevoerd in overeenstemming met de volgende richtlijnen en voorschriften:

   • International Council for Harmonization (ICH) Richtlijn over Goede Klinische Praktijk (ICH E6)
   • Verklaring van Helsinki
   • ISO 14155:2011 - Klinisch onderzoek van medische hulpmiddelen voor menselijke proefpersonen (Goede Klinische Praktijk)
   • Alle toepasselijke lokale wettelijke en regelgevende vereisten, zoals van toepassing
6. Studiepopulatie Deze studie zal zes volwassen patiënten met oppervlakkige colorectale laesies werven die gepland staan voor endoscopische submucosale dissectie (ESD).

Studiedoel en doelstelling

1. Doelstelling Het doel van deze studie is het beoordelen van de veiligheid en prestaties van het EndoR Surgical System voor de behandeling van patiënten met colorectale maligne laesies. Technisch succes, klinisch succes en eventuele nadelige gebeurtenissen zullen worden geregistreerd.
2. Doel Het doel van deze studie is het evalueren van het EndoR Surgical System in menselijke proefpersonen. Het EndoR Surgical System is ontworpen voor endoscopische procedures in het maag-darmkanaal (GI-kanaal) via de natuurlijke lichaamsopeningen, met als doel het vestigen van een betrouwbaar, minimaal invasief systeem dat patiëntuitkomsten verbetert.
3. Hypothese Het EndoR Surgical System is veilig en effectief voor gebruik in colorectale endoscopische submucosale dissectie.