Главная » статьи-онкология » Роботохирургия, Da Vinci и Robodoc

Роботохирургия, Da Vinci и Robodoc

Проведение хирургических операций с помощью роботов уже не является сюжетом из научно-фантастического произведения. Использование их в клинике стало не просто возможным, но и весьма перспективным. Хотя у большинства людей «робот» ассоциируется с именем Айзека Азимова, первым этот термин ввел чешский писатель Карел Чапек для обозначения механизма, обладающего так называемыми антропоморфными свойствами. На производстве и в научных исследованиях применяются промышленные роботы — программно-управляемые автоматические манипуляторы, выполняющие рабочие операции со сложными пространственными перемещениями. Доктор Davies в своей работе, посвященной достижениям робототехники, дал следующее определение для робота, используемого в хирургических целях: «… управляемая система, наделенная чувствительностью и запрограммированная для выполнения движений и манипулирования инструментами при проведении хирургических операций.

Первый хирургический робот Unimate Puma 560 был создан в конце 1980-х в Америке. Этот робот, по сути, являлся большой рукой с двумя когтистыми отростками, которые могли вращаться друг относительно друга. Амплитуда движений – 36 дюймов. Робот имел довольно ограниченный спектр движений, использовался в нейрохирургии для удерживания инструментов при проведении стереотаксической биопсии.

В 1992 году компания CUREXO Technology Company на основе результатов этих исследований создала систему помощника хирурга, котора так и называлась — Robodoc Surgical Assistant System. Спустя несколько лет CUREXO Technology Company была награждена престижной премией Computerworld Smithsonian Award в номинации Инновации в Искусстве и Науке в Медицине под названием Integrated Surgical System (ISS). К настоящему времени с использованием системы ROBODOC® проведено 24 000 операций, что показало меньшую травматичность и большую точность в сравнении с операциями, проводимыми вручную. ROBODOC® — хирургический робот предназначен для всех основных операций по артропластике — первичная полная артропластика тазобедренного сустава, ревизия тазобедренного сустава, полная артропластика коленного сустава.

В 1998 году на медицинский рынок выходят два активных робота для проведения дистанционных эндоскопических операций Zeus и Da Vinci.

В принципе, системы Da Vinci и ZEUS имеют много общего: это активные роботы, управляемые дистанционно со специальной рабочей станции. Эти системы позволяют оператору находиться на значительном расстоянии от больного, управляя тремя «руками» робота (две для удержания инструментов и осуществления манипуляций, а третья для продвижения эндоскопической камеры). Современная компьютерная и видеотехника создает перед глазами хирурга высококачественное изображение операционного поля. Первоначально подобная технология разрабатывалась для применения в военных условиях, при повышенной радиации или даже в космосе, позволяя квалифицированному медперсоналу находиться вне опасности. Однако роботы «прижились» в ведущих современных клиниках, и в настоящее время в мире уже выполнены тысячи операций с использованием DA VINCI и ZEUS. Именно между этими системами сегодня развернулась основная конкурентная борьба.

Система робота Da Vinci — это система, предназначенная для робот-ассистированной лапароскопии. Система имеет несколько манипуляторов (2 или 3 манипулятора, к которым крепятся инструменты, плюс 1 манипулятор, на котором закреплена камера) и повторяет движения человеческих рук в теле пациента. Хирург сидит за панелью управления, видит операционное поле при помощи стереоскопического видеоканала и посредством джойстиков управляет инструментами в «руках» робота. С помощью этих инструментов, вводимых в тело пациента через проколы в коже, операция проводится с большой точностью

Роботизированная система Da Vinciсостоит из 3 основных частей, которые образуют функциональное единство. Это панель управления, операционная панель и оптическая система.  Первые две руки робота, соответствующие правой и левой руке хирурга, держат инструменты EndoWrist®.

Созданные по образцу человеческого запястья, инструменты EndoWrist имеют даже больший объем движений, чем человеческая рука. Они действительно позволяют системе da Vinci продвигать хирургическую точность и технику за пределы возможностей человеческой руки. Сходно с человеческими сухожилиями внутренние тросы инструментов EndoWrist обеспечивают максимальную реакцию, давая возможность быстро и точно накладывать швы, выполнять диссекцию и манипуляции на тканях.

Набор инструментов EndoWrist включает разнообразие зажимов, иглодержателей, ножниц; монополярных и биполярных электрохирургических инструментов; скальпелей и других специализированных инструментов (всего более 40 типов инструментов). Инструменты EndoWrist могут иметь диаметр 5 мм и 8 мм.

Созданные по образцу человеческого запястья, инструменты EndoWrist имеют даже больший объем движений, чем человеческая рука. Они действительно позволяют системе Da Vinci продвигать хирургическую точность и технику за пределы возможностей человеческой руки. Сходно с человеческими сухожилиями внутренние тросы инструментов EndoWrist обеспечивают максимальную реакцию, давая возможность быстро и точно накладывать швы, выполнять диссекцию и манипуляции на тканях.

Набор инструментов EndoWrist включает разнообразие зажимовиглодержателей, ножниц; монополярных и биполярных электрохирургических инструментов; скальпелей и других специализированных инструментов (всего более 40 типов инструментов). Инструменты EndoWrist могут иметь диаметр 5 мм и 8 мм.

Выполняемые операции  Восстановление митрального клапана,  Реваскуляризация миокарда,  Абляция тканей сердца, Установка эпикардиального электронного стимулятора сердца для бивентрикулярной ресинхронизации, Желудочное шунтирование, Фундопликация по Nissen, Гистерэктомия и миомэктомия, Тимэктомия, Лобэктомия легкого, Эзофагоэктомия, Резекция опухоли средостения, Радикальная простатэктомия, Пиелопластика, Удаление мочевого пузыря, Радикальная нефрэктомия и резекция почки,  Реимплантация мочеточника.

Одним из основных преимуществ роботохирургии является нивелирование многих недостатков лапароскопической техники. Хирургические роботы оснащены трехмерной системой визуализации с эффектом реальной глубины получаемого изображения. Система обеспечивает постоянную четкую визуализацию операционного поля благодаря программе автоматического маневрирования изображения в зависимости от изменения положения головы хирурга и локализации хирургических манипуляций.

В ходе выполнения вмешательства может использоваться дополнительная информация в виде структуры окружающих тканей, полученная при КТ или МРТ. Точность хирургических действий обеспечивается за счет устранения эффекта естественного дрожания человеческих рук, использования инструментов с увеличенной свободой движения рабочей части (семь плоскостей) и возможностью системы трансформировать большие по амплитуде движения на джойстиках управления центральной консоли в точные манипуляции в теле пациента. В результате рабочие части инструментов приобретают возможности человеческих рук, а хирург получает возможность оперировать не двумя, а тремя и большим числом рук. Система управления устроена таким образом, что инструменты просто повторяют движение кистей пальцев хирурга. Система не требует изменения положения тела хирурга во время сложных и длительных манипуляций. Руки оператора находятся в эргономичном положении на подлокотниках, пальцы и кисти фиксируют соответствующие органы управления. В итоге, все преимущества можно разделить на 3 группы:

1. Улучшенная сноровка, точность и управляемость. Робот Da Vinci позволяет транслировать движения рук хирурга в соответствующие микро движения инструментов внутри пациента. ·  Инструменты EndoWrist® управляются кончиками пальцев. ·  4 роботизированные руки с инструментами, имеющими 7 степеней свободы (больше чем кисть человеческой руки) и изгибающиеся на 90 градусов. ·  Масштабирование движений и подавление тремора. Патентованный инструментарий EndoWrist системы da Vinci, оснащенный системой уменьшения тремора, системой управления движениями улучшает равноценность владения обеими руками до пределов, недоступных человеку и укорачивает кривую обучения. Расширенный объем движений инструментов улучшает доступ и надежность при операциях в ограниченных пространствах, таких как малый таз, средостение, сердечная сумка.

2. Отличная эргономика. Оптимальное уравнивание оптической и двигательной оси. ·  Комфортное положение сидя. Da Vinci — единственная хирургическая система, предназначенная для работы, сидя, что не только более комфортно, но также может давать клинические преимущества вследствие меньшего утомления хирурга. Система da Vinci дает естественное уравнивание глаз и рук на хирургической консоли, что обеспечивает лучшую эргономику, чем традиционная лапароскопия. Так как роботизированные руки системы da Vinci держат камеру и инструменты на весу, это потенциально уменьшает скручивающий момент на брюшной стенке, травму пациента, необходимость в ассистенции и утомляемость. Наконец, так как роботизированные руки дают дополнительную механическую силу, хирург теперь может оперировать пациентов с выраженным ожирением.

3. Безопасность.  Система Da Vinci уменьшает риск инфицирования хирургической бригады гепатитом, ВИЧ и т.п. В целом, Da Vinci может дать хирургу лучшую визуализацию, сноровку, точность и управляемость, чем в открытой хирургии, при выполнении операции через 1 — 2 — сантиметровые разрезы.

 При использовании робототехники возникает минимальное количество осложнений: менее 1% инфицирования раны или формирования грыжи, нарушений функции кишечника, ранений кишки, мочевого пузыря и уретры, которые требуют дополнительных операций, менее 1% кровотечений, образования гематом и необходимости переливания крови.

Безусловно, все пациенты не могут быть оперированы с использованием робототехники. В связи с этим необходимы разработка данной технологии и определение показаний к ее использованию. Нужно модифицировать старые и внедрить новые алгоритмы диагностики, лечения и послеоперационного ведения больных с учетом применения роботизированных комплексов.