Vurdering av EndoR-systemet ved ESD for kolorektale lesjoner

Bakgrunnsinformasjon

1. Formål med systemet 1.1. Enhetsnavn EndoR Surgical System er en master-slave robotplattform designet for endoskopisk kirurgi, med fleksible doble armer og et kognitivt kontrollsystem.

   1.2. Tiltenkte indikasjoner og bruk EndoR Surgical System er et avansert endoskopisk kirurgisk robotsystem designet for å assistere kirurger og endoskopister i utførelsen av endoskopiske inngrep. Dette er et system som er ment å gi både visualisering og terapeutisk tilgang til voksnes gastrointestinale (GI) trakt for endoskopiske inngrep, med mål om å forbedre visualisering og potensielt redusere prosedyretid og teknisk kompleksitet.

   Omfattende retningslinjer for forberedelse og drift av EndoR Surgical System er gitt i Bruksanvisningen (IFU). IFU vil bli distribuert til alle forskere og gjennomgått under opplæring før start av prosedyrer.

   1.3. Produktbeskrivelse EndoR Surgical System består av to deler: pasientsiden og kirurgsiden som vist i Figur 1. På pasientsiden finnes fire hovedkomponenter: en prosesseringsenhet, en robotbærer, en drivsenhet og et overtubesystem med instrumenter. På kirurgsiden finnes tre hovedkomponenter: en masterkonsoll, et kirurgisk skjerm og en ergonomisk kirurgstol.

   På kirurgsiden er masterkonsollen kirurgens primære grensesnitt med EndoR Surgical System. Den har intuitive kontroller som lar kirurgen manipulere de robotiserte instrumentene med høy presisjon på avstand. Konsollen overfører sanntidskommandoer til prosesseringsenheten på pasientsiden. Det kirurgiske skjermet viser høydetaljerte sanntidsvideostrømmer fra endoskopkameraet og andre bildekilder. Det gir kirurgen en klar og detaljert oversikt over operasjonsfeltet, og muliggjør nøyaktig navigering og beslutningstaking gjennom hele prosedyren. Den ergonomiske kirurgstolen er designet for å maksimere operatørens komfort og minimere tretthet under lange prosedyrer. Den har justerbar støtte for holdning og armlener for stabilitet under bruk av konsollen. Et fotpedal fra elektrokautermaskinen plasseres vanligvis nær kirurgstolen for å kontrollere elektrokauterhandlingen til disektor-manipulatoren.

   På pasientsiden fungerer prosesseringsenheten som systemets sentrale "hjerne". Den mottar kommandoer fra kirurgens konsoll, tolker inngangssignaler og koordinerer handlingene til alle robotiserte komponenter. Denne enheten integrerer sanntids databehandling, sikkerhetsalgoritmer og systemdiagnostikk for å sikre presise og synkroniserte bevegelser under kirurgi. Robotbæreren er en stabil plattform designet for å sikre posisjonering og støtte av de endoskopiske instrumentene ved pasientens seng. Den gir den strukturelle rammen for montering av drivsenheten og det endoskopiske overtubesystemet, og kan justeres for optimal justering med pasientens anatomi. Bæreren gir tre standardbevegelser for å muliggjøre finjustering av instrumentets orientering: translasjon langs overtubens akseaks, rotasjonsbevegelse langs overtubens akseaks, og opp-ned og venstre-høyre bevegelse. Drivsenheten inneholder aktorene og motorene som fysisk kontrollerer instrumentenes bevegelse. Den oversetter digitale kommandoer fra prosesseringsenheten til mekaniske handlinger, som rotasjon, innføring eller artikulering av de endoskopiske verktøyene. Det fleksible endoskopiske overtubesystemet er designet for å guide og beskytte endoskopet og instrumentene mens de føres inn i pasientens gastrointestinale trakt. Integrert i overtuben er instrumenter som kan utføre komplekse kirurgiske oppgaver som vevsdisseksjon og retraksjon. Det endoskopiske overtubesystemet forbedrer stabilitet og presisjon under endoskopiske prosedyrer.

   Forbindelsen mellom overtuben og drivsenheten inneholder to festemekanismer. Den første er en roterende festemekanisme, som lar overtuben festes aksialt, slik at orienteringen kan velges før instrumentene installeres. Dette designet adresserer kirurgiske scenarioer der behandlingsområdet er omfattende, og hvor konvensjonelle endoskoper vanligvis ville kreve omposisjonering av pasienten under prosedyren. I stedet tillater rotasjonsmekanismen at overtuben roterer og låser sikkert i fire forskjellige vinkler, og optimaliserer manipulatorenes kirurgiske holdning uten å måtte flytte pasienten. Denne funksjonen strømlinjeformer arbeidsflyten og forkorter total prosedyretid ved å eliminere unødvendige oppsettssteg. Den andre er en glidende festemekanisme, som lar overtuben festes fra siden av drivsenheten. Denne mekanismen brukes ikke i normale operasjonsprosedyrer, men brukes kun i nødssituasjoner, for eksempel når overtuben må fjernes øyeblikkelig fra pasienten.

   Den aktive bøyeseksjonen av det endoskopiske overtubesystemet kontrolleres av knuter. To bøyningeringsretninger er tilgjengelige (pitch og yaw retning), og bøyningvinklene for hver retning kan låses ved å trekke knuten i retningen ut av drivsenheten. Den endoskopiske kanalen muliggjør bruk av et endoskopkamera innenfor systemet, og gir klar oversikt over den kirurgiske lokasjonen. Den avkoblede bevegelsen mellom kameraet og instrumentene forbedrer ytterligere synsfeltet og visuell stabilitet.

2. Funn fra prekliniske studier 2.1. Bakgrunn for sykdommen og endoskopiske prosedyrer Gastrointestinale kreftformer er vanlige og betydelige årsaker til kreftdød globalt. GI-kreftformer vokser fra slimhinnelegget. Hvis pre-maligne og tidlige kreftformer fjernes en-bloc på et tidlig stadium før de sprer seg til lymfeknuter, kan overlevelsestaktene forbedres.

   Endoskopisk slimhinne reseksjon (EMR) og endoskopisk submukos disseksjon (ESD) ble utviklet som minimalt invasive, organbevarende metoder for fjerning av pre-maligne og tidlige gastrointestinale kreftformer. Mens EMR er egnet for mindre lesjoner, kreves typisk ESD for større lesjoner. ESD tilbyr fordelen av en høyere sjanse for komplett, ett-stykkes reseksjon, som er assosiert med lavere risiko for lokal tilbakefall sammenlignet med EMR. Imidlertid er ESD en teknisk kompleks prosedyre med høyere risiko for komplikasjoner som perforasjon og blødning.

   Konvensjonell ESD utføres ved bruk av et fleksibelt endoskop med en enkelt instrumentkanal for tilgang til gastrointestinaltrakten. Denne oppsettet presenterer flere utfordringer, inkludert vanskeligheter med å opprettholde endoskopet i en stabil posisjon, begrenset evne til å gi effektiv vevstilbaketrekking, og hyppig intraprosedymessig blødning. Som et resultat krever ESD et høyt nivå av teknisk ferdighet fra kirurger.

   2.2. Sammendrag av prekliniske studier EndoR Surgical System ble utviklet for å adressere disse utfordringene, med mål om å la kirurger operere to kirurgiske instrumenter med forbedret fingerferdighet og et bredere spekter av bevegelser. Både prekliniske ex-vivo studier og in-vivo studier ble utført i utviklingen av dette kirurgiske systemet.

   Seks prekliniske ex-vivo studier ble utført i svineventrikler mellom 2015 og 2023, og elleve prekliniske in-vivo studier ble utført i levende svinemodeller med lesjonssted i ventrikkelen, rektum og venstre tykktarm mellom 2016 og 2024. Disse prekliniske studiene ble utført i LASEC-PWH, MISSC-PWH og Hybridoperasjonssalen i Multi-Scale Medical Robotics Center (MRC).

   I. Preklinisk (Ex-vivo) Studie Seks prekliniske ex-vivo studier ble utført mellom 2015 og 2023, spennende fra den innledende utviklingen av robotarmene til den fullt funksjonelle robotplattformen. Alle studiene benyttet svineventrikkelprøver i en benktop-oppsett.

   II. Preklinisk (In-vivo) Studie Elleve prekliniske in-vivo studier ble utført mellom 2016 og 2024. Alle studiene ble utført i levende svinemodeller som veide mellom 30 og 55 kg. De kirurgiske stedene inkluderte ventrikkelen, rektum og venstre tykktarm. Alle studiene ble utført under tilsyn av kliniske eksperter og ble administrert i et registrert preklinisk laboratorium. Svinemodellene fikk smertestillende for smertelette før prosedyrer og ble avlivet før slutten av studien hvis de pådro seg alvorlig skade eller viste tegn på alvorlig smerte eller nød. Oksygenmetning og hjertefrekvens ble overvåket gjennom studiene, og svinemodellene ble ofret ved overdose av anestetikum.

   Basert på data fra ex-vivo og in-vivo eksperimenter kan to hovedkonklusjoner trekkes:

   i) Etter flere opplæringssesjoner ble operatørens ytelse mer konsistent og effektiv.

   ii) Disseksjonsraten økte etter hvert som disseksjonsområdet vokste, et fenomen ikke observert i konvensjonelle prosedyrer som bruker et enkelt endoskop og disseksjonsverktøy.

3. Potensielle risikoer og fordeler Fra resultatene demonstrert i de prekliniske studiene, tillater EndoR Surgical System større fingerferdighet og presisjon i manipulering av instrumenter, noe som er spesielt fordelaktig for større lesjoner. Denne presisjonen kan føre til mer effektiv disseksjon og redusert skade på omkringliggende vev. Dette kan også redusere risikoen for komplikasjoner assosiert med ESD. Ved å minimere traume til tilstøtende strukturer, kan sannsynligheten for uønskede hendelser som blødning eller perforasjon betydelig reduseres. Pasienter kan oppleve raskere gjenopprettingstider, noe som bidrar til forbedret tilfredshet og resultater. Etter hvert som risikoen for komplikasjoner avtar, kan endoskopiske prosedyrer som ESD bli tilgjengelig for et bredere pasientpopulasjon.

   Selv om utførelse av ESD generelt anses som trygt, forblir det en teknisk krevende prosedyre selv med assistanse fra det kirurgiske robotsystemet. Bruken av kirurgiske roboter introduserer risikoen for utstyrsfeil, som kan føre til komplikasjoner under prosedyren. I tillegg kan tekniske problemer resultere i forsinkelser, potensielt kompromitterende pasientsikkerheten.

   De behandlende legene vil overvåke og undersøke forsøkspersoner etter behov og vil arbeide nøye for å sikre forsøkspersonenes sikkerhet. Ved en uønsket reaksjon vil motforanstaltninger iverksettes etter behov, og fokus vil være på å sikre forsøkspersonens sikkerhet mens årsaken til reaksjonen undersøkes.

4. Studiens varighet og oppfølgingsperiode Den totale varigheten av denne studien er to år. Inkluderingsperioden forventes fullført innen omtrent ett år, involverende seks forsøkspersoner. Ved utskrivelse vil oppfølgingsbesøk av forsøkspersoner for denne studien finne sted ved fjerde til sjette uke, sjette til åttende måned og tolvte til fjortende måned etter klinisk indikasjon. Alle forsøkspersoner inkludert i denne studien vil også motta klinisk oppfølging og overvåking i henhold til standard kliniske protokoller deretter.

5. Overholdelse

   Denne studien vil bli utført i samsvar med følgende retningslinjer og forskrifter:

   • International Council for Harmonization (ICH) retningslinje for god klinisk praksis (ICH E6)
   • Helsingforserklæringen
   • ISO 14155:2011 - Klinisk undersøkelse av medisinske innretninger for mennesker (God klinisk praksis)
   • Alle gjeldende lokale juridiske og regulatoriske krav, etter behov
6. Studiepopulasjon Denne studien vil rekruttere seks voksne pasienter med overfladiske kolorektale lesjoner planlagt for endoskopisk submukos disseksjon (ESD).

Studiens mål og formål

1. Mål Målet med denne studien er å vurdere sikkerheten og ytelsen til EndoR Surgical System for behandling av pasienter med kolorektale maligne lesjoner. Teknisk suksess, klinisk suksess og eventuelle uønskede hendelser vil bli registrert.
2. Formål Formålet med denne studien er å evaluere EndoR Surgical System i menneskelige forsøkspersoner. EndoR Surgical System er designet for endoskopiske prosedyrer i gastrointestinal (GI) trakt gjennom kroppens naturlige åpninger, med mål om å etablere et pålitelig, minimalt invasivt system som forbedrer pasientresultater.
3. Hypotese EndoR Surgical System er trygt og effektivt for bruk i kolonisk endoskopisk submukos disseksjon.