PROFILPELAJAR.COM

Роботизированная хирургия — хирургия с использованием робота во время операции.

Описание

Использование роботизации в хирургии позволяет использовать два метода управления хирургическими инструментами:

полуавтоматический — непосредственное управление хирургом дистанционным телеманипулятором для выполнения движений, связанных с операцией. Роботизированные руки выполняют необходимые движения, используя манипуляторы для выполнения реальной операции и датчики для контроля производимых действий. Одним из преимуществ этого метода является то, что от хирурга не требуется входить в непосредственный контакт с оперируемым, что открывает возможности к дистанционному проведению операций.
автоматический — проведение массовых типовых операций полностью под управлением робота.

История

Первым роботом, который помогал в хирургии, был Arthrobot, который был впервые разработан и использован в Ванкувере в 1985 году^[1]. Этот робот помогал в манипулировании и позиционировании ноги пациента по голосовой команде. В течение первых 12 месяцев было выполнено более 60 артроскопических хирургических процедур. Другие робототехнические устройства, разработанные в то же время, включали робота-медсестру, который передавал операционные инструменты по голосовой команде, и роботизированную руку-манипулятор для медицинской лаборатории.^[2]

В 1985 году была проведена первая успешная операция с помощью робота PUMA-560 на головном мозге^[3]. Три года спустя (1988) при помощи PUMA-560 была проведена операция на предстательной железе.

В конце 1980-х годов в Лондоне был разработан PROBOT, который затем использовался для операций на простате. Преимуществами этого робота были его небольшой размер, точность исполнения операции и отсутствие усталости для хирурга.

В 1992 году была внедрена система ROBODOC, которая произвела революцию в ортопедической хирургии, обеспечивая помощь в операциях по замене тазобедренного сустава^[4]. ROBODOC был первым хирургическим роботом, одобренным Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов^[5]. Система ROBODOC созданная Integrated Surgical Systems (в тесном сотрудничестве с фирмой IBM) позволила фрезеровать точные фитинги в бедренной кости для замены тазобедренного сустава^[6], что обеспечило замену предыдущего ручного метода вырезания бедренной кости для имплантата.

В начале 1990-х группа разработчиков, включающая специалистов НАСА, создала модель руки-манипулятора, аналога кисти хирурга. Одна из основных задач проекта — дать возможность хирургу почувствовать работу на оперируемом, находясь на удалении от него.^[7]

Армия США заинтересованна в сокращении безвозвратных потерь на поле боя за счёт применения хирургических роботических систем в боевых точках, в то время как хирург-оператор находится на удалении от места непосредственных событий и дистанционно, с использованием элементов телемедицины. При финансовой поддержке Армии была разработана система, посредством которой раненный солдат загружался в транспортное средство с роботизированным хирургическим оборудованием, а хирург из мобильного госпиталя, управляя роботической системой, выполнял оперативные вмешательства. Эта система позволяла оказывать высокотехнологичную помощь непосредственно на поле боя, минуя этап эвакуации.^[7]

Часть разработчиков этой системы организовали частные предприятия, которые занялись созданием роботических систем для применения в гражданской медицине. В результате этого развития было осуществлено внедрение таких хирургических систем, как Da Vinci и ZEUS^[англ.].^[8] Первая роботизированная операция была проведена в США в Университетском медицинском центре штата Огайо.^[9]

С 2004 года три типа операций на сердце выполняются с использованием роботизированных систем хирургии^[10]:

устранение дефекта межпредсердной перегородки;
восстановление митрального клапана;
коронарное шунтирование.

Роботизированная хирургия завоевала позиции в торакальной хирургии для патологий средостения, лёгочных патологий и в последнее время сложной хирургии пищевода^[11].

В России разработка роботизированных систем различного назначения ведутся в МГУ^[12].

Хирургические роботы

Да Винчи — роботизированная система для осуществлении лапароскопических операций, широко используется в урологии, в частности, при хирургическом лечении рака предстательной железы, почек и мочевого пузыря, а также в гинекологии.

Роботическая система ZEUS похожа в своих возможностях на систему Da Vinci, но имеет ряд конструктивных отличий. Система состоит из консоли управления и трёх рук-манипуляторов, которые крепятся к операционному столу. Правый и левый манипуляторы повторяют движения рук хирурга, а третий — AESOP — роботическая рука с голосовым управлением для навигации эндоскопа. Консоль управления состоит из монитора и эргономично расположенных ручек-манипуляторов для управления роботическими инструментами. Система позволяет использовать, как традиционные инструменты для лапароскопической хирургии, так и инструменты, имеющие 7 степеней свободы.^[7]

Инженеры Оксфордского университета создали робота для операций на глазах. Устройство под названием R2D2 (Robotic Retinal Dissection Device) успешно прооперировало уже 12 пациентов. Однако конструкция робота все еще требует доработки^[13].

Среди других примеров — робот ARTAS для операций по пересадке волос^[14] и робот для операций на черепе RoBoSculpt (еще не прошел клинические испытания)^[15].

Преимущества роботизированной хирургии

Минимальная болезненность после операции
Снижение риска инфицирования раны
Снижение необходимости переливания крови
Быстрое выздоровление и короткий послеоперационный период
Минимальный риск осложнений, характерных для традиционной хирургии
Улучшенный косметический эффект благодаря отсутствию больших послеоперационных шрамов
Исключение риска заражения хирурга

Операции с помощью робота относятся к малоинвазивной хирургии и могут осуществляться через очень небольшие отверстия (лапароскопический доступ), оставляя лишь небольшие отметины на теле, которые быстро заживают. При этом робот находится под полным контролем хирурга и ассистентов. Риск при оперировании сводится к нулю, а у пациента практически не остается послеоперационных шрамов. Роботизированная хирургия широко распространяется по всему миру, поскольку использование этой технологии может позволить делать многие операции, которые считались ранее невозможными.

Недостатки роботизированной хирургии

Основной минус роботизированной хирургии — высокая стоимость операций. Она обуславливается высокой стоимостью роботов. Эммет Коул, техасский специалист по роботизированной хирургии, утверждает: чтобы сделать аппарат «Да Винчи» рентабельным, клинике нужно в течение шести лет ежегодно проводить 150—300 операций с применением этой системы^[16].

Использование роботизации не было одобрено для хирургии рака (с 2019), поскольку не являются доказанными безопасность и полезность в таких случаях этого способа.^[17]

К наиболее известным недостаткам при осуществлении малоинвазивных лапароскопических операций относятся: отсутствие тактильной обратной связи, ограничение движений хирурга техническими возможностями рабочего инструмента^[18], отсутствие трёхмерного изображения, мешающее координации и снижающее манёвренность.^[7]

См. также

NeuroArm

Примечания

↑ Medical Post 23:1985 (неопр.). Дата обращения: 22 марта 2020. Архивировано 23 сентября 2015 года.
↑ Day, Brian (8 января 2014), Arthrobot - the world's first surgical robot, Архивировано из оригинала 17 апреля 2019, Дата обращения: 14 апреля 2019 {{citation}}: |archive-date= / |archive-url= несоответствие временной метки; предлагается 17 апреля 2019 (справка); Неизвестный параметр |name-list-format= игнорируется (|name-list-style= предлагается) (справка)
↑ Kwoh Y. S., Hou J., Jonckheere E. A., Hayati S. A robot with improved absolute positioning accuracy for CT guided stereotactic brain surgery (англ.) // IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering : journal. — 1988. — February (vol. 35, no. 2). — P. 153—160. — doi:10.1109/10.1354. — PMID 3280462.
↑ Paul H. A., Bargar W. L., Mittlestadt B., Musits B., Taylor R. H., Kazanzides P., Zuhars J., Williamson B., Hanson W. Development of a surgical robot for cementless total hip arthroplasty (англ.) // Clinical Orthopaedics and Related Research^[англ.] : journal. — 1992. — December (no. 285). — P. 57—66. — doi:10.1097/00003086-199212000-00010. — PMID 1446455.
↑ Lanfranco A. R., Castellanos A. E., Desai J. P., Meyers W. C. Robotic surgery: a current perspective (англ.) // Annals of Surgery^[англ.]. — 2004. — January (vol. 239, no. 1). — P. 14—21. — doi:10.1097/01.sla.0000103020.19595.7d. — PMID 14685095. — PMC 1356187.
↑ ROBODOC: Surgical Robot Success Story (неопр.). Дата обращения: 25 июня 2013. Архивировано 29 сентября 2013 года.
↑ ¹ ² ³ ⁴ Атрощенко А. О., Поздняков С. В. История развития роботизированной хирургии и её место в современной колопракторлогии: обзор литературы (рус.) // Journal of Malignant tumours. Архивировано 22 марта 2020 года.
↑ Meadows, Michelle. Computer-Assisted Surgery: An Update (англ.) // FDA Consumer Magazine^[англ.] : magazine. — Food and Drug Administration, 2005. — Vol. 39, no. 4. — P. 16—7. — PMID 16252396. Архивировано 1 марта 2009 года.
↑ McConnell P. I., Schneeberger E. W., Michler R. E. History and development of robotic cardiac surgery // Problems in General Surgery. — 2003. — Т. 20, № 2. — С. 20—30. — doi:10.1097/01.sgs.0000081182.03671.6e.
↑ Kypson A. P., Chitwood Jr W. R. Robotic Applications in Cardiac Surgery // International Journal of Advanced Robotic Systems. — 2004. — Т. 1, № 2. — С. 87—92. — doi:10.5772/5624. — Bibcode: 2004cs.......12055K. — arXiv:cs/0412055.
↑ Melfi FM, Menconi GF, Mariani AM, et al. Early experience with robotic technology for thoracoscopic surgery. Eur J Cardiothorac Surg 2002;21:864-8.
↑ В. А. Садовничий, М. Э. Соколов. От невозможному к возможному: математика побеждает болезни // В мире науки. — 2012. — № 6. — С. 34—39. — ISSN 0208-0621.
↑ Робот-хирург успешно провел 12 операций на глазах (неопр.). robo-hunter.com. Дата обращения: 25 апреля 2018. Архивировано 26 апреля 2018 года.
↑ Робот-хирург выполняет операции по пересадке волос (неопр.). robo-hunter.com. Дата обращения: 25 апреля 2018. Архивировано 26 апреля 2018 года.
↑ Новый робот для операций на черепе облегчит работу хирургам (неопр.). robo-hunter.com. Дата обращения: 25 апреля 2018. Архивировано 26 апреля 2018 года.
↑ Как в Женеве роботы помогают хирургам (неопр.). swissinfo.ch. Дата обращения: 25 апреля 2018. Архивировано 26 апреля 2018 года.
↑ Center for Devices and Radiological Health. Safety Communications - Caution When Using Robotically-Assisted Surgical Devices in Women's Health including Mastectomy and Other Cancer-Related Surgeries: FDA Safety Communication (англ.). www.fda.gov. — «Understand that the FDA has not cleared or approved any robotically-assisted surgical device based on cancer-related outcomes such as overall survival, recurrence, and disease-free survival.... The safety and effectiveness of robotically-assisted surgical devices for use in mastectomy procedures or prevention or treatment of cancer has not been established.» Дата обращения: 6 марта 2019. Архивировано 31 марта 2019 года.
↑ У человеческих рук 7 степеней свободы, а у лапароскопических манипуляторов — 4.