–обототехника в хирургии



17.02.2003, 09:12



ѕроведение хирургических операций с помощью роботов уже не €вл€етс€ сюжетом из научно-фантастического произведени€. »спользование их в клинике стало не просто возможным, но и весьма перспективным. ’от€ у большинства людей "робот" ассоциируетс€ с именем јйзека јзимова, первым этот термин ввел чешский писатель  арел „апек дл€ обозначени€ механизма, обладающего так называемыми антропоморфными свойствами.

Ќа производстве и в научных исследовани€х примен€ютс€ промышленные роботы - программно-управл€емые автоматические манипул€торы, выполн€ющие рабочие операции со сложными пространственными перемещени€ми. ƒоктор Davies в своей работе, посв€щенной достижени€м робототехники, дал следующее определение

дл€ робота, используемого в хирургических цел€х: "Е управл€ема€ система, наделенна€ чувствительностью и запрограммированна€ дл€ выполнени€ движений и манипулировани€ инструментами при проведении хирургических операций". —ледует подчеркнуть, что задачей робота €вл€етс€ не замещение хирурга, а расширение спектра его возможностей.

–обототехника в хирургии


–оботов, используемых в хирургии, можно разделить на пассивных, полуактивных и активных.ѕассивный робот предназначен, как правило, дл€ удержани€ инструмента в определенном положении, что облегчает выполнение и увеличивает точность какого-либо этапа оперативного вмешательства. »змен€ть положение инструментов система может только с помощью хирурга. ѕримером может служить использование робота дл€ удержани€ иглы при проведении биопсии в нейрохирургии.

ѕолуактивный робот выполн€ет р€д запрограммированных манипул€ций, в определенной последовательности осуществл€€ движени€ в различных направлени€х и плоскост€х. “акой робот используетс€, например, дл€ протезировани€ коленного сустава.

јктивный робот оснащен манипул€торами, подобными рукам хирурга, и фактически сам приводит в движение инструменты. ¬ насто€щее врем€ такими системами дистанционно управл€ет хирург, а механические руки робота воспроизвод€т движени€ его кистей и пальцев, увеличива€ точность, уменьша€ усталость и устран€€ тремор. јктивные системы используютс€ дл€ трансуретральной простатэктомии, эндоскопической телероботохирургии.

–обототехника в хирургии


»стори€
ѕервый хирургический робот Unimate Puma 560 был создан в конце 1980-х и использовалс€ в нейрохирургии дл€ удерживани€ инструментов при проведении стереотаксической биопсии.

¬ 1986 году  алифорнийский университет в ƒэвисе и исследовательский центр “омаса ƒж. ”отсона корпорации IBM начали совместную работу по созданию робота-хирурга. ¬ 1992 году компани€ Integrated Surgical Systems на основе результатов этих исследований создала систему помощника хирурга, котора€ так и называлась - Robodoc Surgical Assistant System. —пособности Robodoc в то врем€ были скромными: он умел всего лишь шлифовать костные поверхности дл€ лучшего контакта с имплантатом.

¬ те же дев€ностые годы в »мперском  олледже в Ћондоне был создан робот дл€ трансуретральной резекции гиперплазированной предстательной железы - Probot, допущенный к клиническим испытани€м в 1996 году. —истема Probot, оснащенна€ ультразвуковым щупом, позвол€ла создать трехмерную модель простаты, быстро определить участок патологически измененной железы и произвести его резекцию.

¬ 1994 году компани€ Computer Motion изготовила первого робота-хирурга, получившего сертификат US FDA - Automated Endoscopic System for Optimal Positioning (AESOP). Ёто была механическа€ рука, наделенна€ семью степен€ми свободы движений и предназначенна€ дл€ автоматического изменени€ положени€ эндоскопа. ƒвум€ годами позже AESOP "приобрел" слух и смог выполн€ть голосовые команды хирурга. ј в 1998 году по€вилс€ его "дальний родственник" - активный робот ZEUS, предназначенный дл€ дистанционной эндоскопической хирургии.

–обототехника в хирургии


ѕараллельно с ZEUS создавалась друга€ аналогична€ система, получивша€ название DA VINCI. ¬ начале 90-х известна€ корпораци€ SRI International стала одним из нескольких акцепторов гранта, выставленного на конкурс правительственным агентством DARPA, на разработку методов телехирургии. Ѕыл создан прототип робота-хирурга, вдохновивший ‘редерика ћолла в 1995 году учредить компанию Intuitive Surgical. «десь идеи, заложенные SRI, эволюционировали и воплотились в то, что сегодн€ известно как DA VINCI.

¬ принципе, системы DA VINCI и ZEUS имеют много общего: это активные роботы, управл€емые дистанционно со специальной рабочей станции. Ёти системы позвол€ют оператору находитьс€ на значительном рассто€нии от больного, управл€€ трем€ "руками" робота (две дл€ удержани€ инструментов и осуществлени€ манипул€ций, а треть€ дл€ продвижени€ эндоскопической камеры). —овременна€ компьютерна€ и видеотехника создает перед глазами хирурга высококачественное изображение операционного пол€.

ѕервоначально подобна€ технологи€ разрабатывалась дл€ применени€ в военных услови€х, при повышенной радиации или даже в космосе, позвол€€ квалифицированному медперсоналу находитьс€ вне опасности. ќднако роботы "прижились" в ведущих современных клиниках, и в насто€щее врем€ в мире уже выполнены тыс€чи операций с использованием DA VINCI и ZEUS. »менно между этими системами сегодн€ развернулась основна€ конкурентна€ борьба.



ƒостаточно большой опыт применени€ роботов накоплен в области протезировани€ тазобедренного и коленного суставов. —истемы ROBODOC и ACROBOT, например, уже имеют достаточную известность и позвол€ют эффективно планировать оперативное вмешательство, тщательно подготавливать кость дл€ установки протеза в оптимальной позиции, сокраща€ этим врем€ операции и уменьша€ ее травматичность.



—егодн€шний день
–оботохирурги€ продолжает стремительно развиватьс€. —тала реальностью так называема€ трансконтинентальна€ телероботохирурги€. ¬ 2001 году хирурги успешно удалили желчный пузырь с помощью дистанционно управл€емого робота ZEUS, установленного в одном из госпиталей ‘ранции, наход€сь от пациентки на рассто€нии 7000 км в Ќью-…орке. —овременные средства св€зи обеспечили передачу сигналов в обоих направлени€х (от видеокамеры лапараскопа к хирургу и обратно - от станции управлени€ к роботу) по трансатлантическому волоконно-оптическому кабелю.

«адержка сигнала составл€ла менее 200 мсек (безопасно допустимое отставание сигнала составл€ет около 300 мсек). ѕока непосредственно возле больного должен находитьс€ квалифицированный ассистент хирурга, который обеспечивает доступ робота в зону оперативного вмешательства. »нтересно, что дл€ безопасности пациента в случае сбо€ св€зи или прекращени€ визуального контрол€ хирурга (достаточно отвести голову от консоли наблюдени€) система входит в резервный режим ожидани€, прекраща€ манипул€ции.

¬ феврале 2002 года кардиохирурги из Columbia Presbyterian Medical Center (—Ўј) сообщили об успешном проведении аортокоронарного шунтировани€ с использованием системы DA VINCI. —ложна€, но малоинвазивна€ операци€ была проведена через три небольших разреза (8-15 мм) в области грудной клетки дл€ введени€ двух манипул€торов и эндоскопа. ¬ но€бре 2002 года на сессии American Heart Association были представлены результаты 15 операций по устранению врожденного дефекта межпредсердной перегородки, проведенных в той же клинике, что положило начало открытой роботохирургии сердца без "вскрыти€" грудной клетки.

¬ августе 2002 года в Virginia Urology Center выполнена перва€ успешна€ роботомикрохирургическа€ урологическа€ операци€. — использованием все того же DA VINCI была прозведена так называема€ Vasectomy Reversal - микрохирургическа€ операци€ по восстановлению целостности сем€вынос€щих протоков.



ѕерспективы
„его же можно ожидать от роботохирургии в будущем? Ќовые возможности манипул€торов и визуального контрол€ позвол€т довести до совершенства оперативные вмешательства на бьющемс€ сердце. "–уки" робота смогут двигатьс€ в такт сокращени€м, посто€нно остава€сь на одинаковом рассто€нии от зоны оперативного вмешательства и как бы нивелиру€ колебани€ стенки сердца. ѕри этом операционное поле, которое хирург видит на экране, будет оставатьс€ неподвижным.

ѕродолжаютс€ работы по созданию новых роботов. ¬ €нваре 2003 года ученые из Nanyang Technological University совместно с хирургами из National Neuroscience Institute (—ингапур) сообщили о создании роботосистемы, предназначенной дл€ обеспечени€ хирургического доступа к глубоко расположенным опухол€м головного мозга (в области основани€ черепа). –обот, получивший название HEXAPOD, успешно прошел испытани€ в экспериментах и в насто€щее врем€ готовитс€ к внедрению в клинику.

ѕо материалам
www.studentbmj.com;
www.menzelphoto.com
www.physikinstrumente.de;
www.smh.com.au
www.robodoc.com;
health.discovery.com
www.computermotion.com;
www.hospitalmanagement.net
www.medinews.com;
www.americanheart.org
www.me.ic.ac.uk/case/mim/projects/acrobot/
www.computerra.ru
www.intuitivesurgical.com
www.uphs.upenn.edu;
www.physikinstrumente.de
www.me.ic.ac.uk/case/mim/projects/acrobot/

»сточник: Medicus Amicus 2003, #2

 лючевые слова:
робот хирург
робот
VINCI
хирурги€
система
клиника
станци€
коленный сустав
визуальный контроль
больной
–обототехника в хирургии
ћанипул€торы роботов
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

ћанипул€торы


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.