Главная страница
qrcode

Тема 5. Роботизированные и радиохирургические медицинские установки


НазваниеТема 5. Роботизированные и радиохирургические медицинские установки
Дата03.09.2019
Размер0,88 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаТема №5.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипДокументы
#157414
страница1 из 3
Каталог
  1   2   3
1
Тема №5. Роботизированные и радиохирургические медицинские установки
В эру телекоммуникаций и компьютерных технологий произошли серьезные изменения во всех аспектах профессиональной и бытовой жизнедеятельности. Новейшие концепции автоматизированных и роботических решений нашли свое применение во многих отраслях промышленности. С недавнего времени роботы в медицине в целом и в хирургии в частности стали неотъемлемой частью повседневной практики.
Роботизированная хирургия в основном включает в себя проведение лапароскопических операций (минимально инвазивной хирургии). Благодаря этому в медицине был совершен значительный прорыв в области проведения сложных хирургических операций, таких как хирургии пищевода, печени и многое другое. До сих пор эти процедуры выполнялись с применением открытой техники (обычные операции, в ходе которой хирург вырезал широкую платформу для обеспечения доступа к внутренним органам) в связи неразрешимыми техническими трудностями.
Согласно Американскому институту по изучению роботической техники, робот представляет собой репрограммируемый мультифункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения/передвижения материалов, предметов, их частей или иных специализированных устройств с целью выполнения различных задач. В словаре Вебстера робот определяется как «автономный аппарат или устройство, осуществляющий различные действия, свойственные человеку, и выполняющий их как будто под контролем человеческого разума». Вышеуказанные определения робота объединяют три основных функции:

способность выполнять определенные действия;

возможность решать различные задачи на запрограммированной основе;

способность робота интерпретировать и модифицировать ответы на команды оператора.
История роботизированных систем
Слово «робот» происходит от чешского слова «robota», обозначающего тяжелый физический труд. Робот (чеш. robot, от robota — подневольный труд или rob — раб) — автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может, как и иметь связь с оператором с (получать от него команды), так и действовать автономно.
С древних времен человечество пыталось использовать машины для облегчения своего труда, выполнения наиболее тяжелой работы, требующей значительных физических усилий. Однако в IX в. до н.э. впервые подобное устройство было предложено для развлечения. Древнегреческий философ, математик и механик Архит Тарентский (428–347 гг. до н.э.) спроектировал первую летающую машину – деревянную птицу, способную самостоятельно двигать крыльями при помощи пара и перемещаться на расстояние до 200 м. Следующим шагом стало изобретение древнегреческим математиком Ктесибием Александрийским (285–222 гг. до н.э.) в 250 г. до н.э. хитроумных водяных часов, названных клепсидрами, ставшими самыми точными определителями времени вплоть до изобретения в XVII в. голландским физиком Христианом Гюйгенсом маятника для поддержания незатухающих колебаний. Великий итальянский ученый, анатом, естествоиспытатель, художник и архитектор Леонардо да Винчи (1452–1519) создал несколько так называемых манекенов, способных выполнять запрограммированные действия. В его коллекции нашлось место механическим птице и льву, способному ходить, подниматься на задние лапы и даже преподносить букет лилий королю Франции. Однако самым интересным экспонатом стал созданный в 1495 г. механический манекен в форме вооруженного рыцаря, получивший название «Робот Леонардо». В эпоху Возрождения имели место еще несколько случаев создания подобных манекенов. Наиболее знаменитыми стали женщина, играющая на лютне, созданная Джианелло Ториано в 1540 г., и ребенок Пьера Жаке Дро, представленный в 1772 г. В 1801 г. был предложен для применения автоматизированный ткацкий стан узорчатых материй, способный к программированию при помощи перфокарт, сходными с картами, применявшимися для программирования ЭВМ в 1960–1970-х гг. Автором данного устройства стал французский изобретатель Жозеф Мари Жаккар (1752–1834), а стан получил название «Машина Жаккара». В современной истории впервые слово «робот» применил чешский писатель Карел Чапек в своей научно-популярной пьесе «R.U.R» в 1923 г.
Айзек Азимов в романе «Хоровод» предложил для использования слово «робототехника» и сформулировал так называемые законы робототехники, которые стали непреложными для многих писателей. Первые функциональные роботы появились в середине XX в. В 1954 г. Джордж Девол и Джо Энглебергер разработали роботическую руку, управляемую посредством электронного контролера. Движения руки программировались и осуществлялись при помощи гидравлической системы. Данное устройство получило название «Анимэйт» (Unimate). Впервые роботическая рука была применена на конвейерах сборки автомобилей компании «Дженерал Моторс». Дальнейшее развитие устройство приобрело в 1978 г., когда Виктор Шейнман предложил свое изобретение под названием «Универсальная программированная рука-манипулятор» (PUMA). Основными отличиями от предыдущей модели стали наличие большей свободы движений и способности выполнять более сложные технические задания. Все это позволило изобретению стать эталоном промышленного робота на многие годы. Роботизированные технологии приобретают все большую популярность в медицинской отрасли. Многочисленные роботические системы были предложены для помощи инвалидам и пожилым людям. Автоматические программируемые инвалидные кресла облегчают жизнь пациентам с частичной или полной утратой способности передвижения. Для помощи пожилым пациентам разработан целый ряд роботизированных устройств, способных не только напомнить о необходимости своевременного приема лекарственного средства, но и заменить доктора у постели больного (RP-6 robot). При этом специалист общается с пациентом посредством интернеттехнологий.
Существует целый ряд роботических решений для применения в системе здравоохранения без непосредственного контакта с пациентами. К ним относятся лабораторные и транспортные системы. Роботизированные лабораторные
2 комплексы способны обеспечить бесперебойное функционирование многопрофильного учреждения с минимальной затратой человеческих ресурсов, что, несомненно, является экономически выгодным аспектом.
В 1985г. в мире впервые была представлена первая роботизированная хирургическая система для нейрохирургической манипуляции Programmable Universal Manipulation Arm (PUMA) 560, которая выполняла точечную биопсию головного мозга под КТ-наведением.
В 1988 г. для выполнения автоматизированной трансуретральной резекции простаты (ТУРП) была разработана роботическая система Probot. В том же году была выполнена первая ТУРП. Для этого в предоперационном периоде была сконструирована 3D-модель простаты, края резекции были очерчены хирургом, а траектории движения резектоскопа рассчитаны роботической системой.
В 1992г. для оказания хирургического лечения в области ортопедии при осуществлении протезирования суставов была разработана система
«RoboDoc». В последующем появлялись более усовершенствованные модели, обладающие способностью в автоматическом режиме выполнять необходимые манипуляции для завершения процедуры замещения тазобедренного сустава.
К началу 1995 г. была разработана нейрохирургическая роботическая система Minerva, использующая данные динамического КТ, что позволяло вносить коррективы в ход процедуры в режиме реального времени. Однако необходимость нахождения пациента в аппарате КТ на протяжении всей манипуляции существенно ограничило применение системы. К настоящему времени разработана хирургическая роботическая система Cyberknife для выполнения ультраточной лучевой терапии злокачественных новообразований головного мозга. Для достижения максимально возможной аккуратности при облучении используется технология пошаговой корреляции изображений дооперационного
КТ и рентгеновских исследований, проводимых в ходе манипуляции в режиме реального времени.
Рис. 8. Роботическая система Acrobot
В 1993 году фирмой «Computer Motion Inc.» была разработана роботизированная система «Aesop» («Эзоп»). Она представляла собой «автоматическую руку» для фиксации и изменения положения видеокамеры при проведении лапароскопических операциях. Такая установка применяется в некоторых клиниках до сих пор. Данные системы имели узкоспециализированное направление и лишь помогали в осуществлении определенных этапов в хирургических операциях. Они не являлись в полном смысле роботизированными системами.
К 1998 г. модель AESOP 3000 обладала семью степенями свободы. Система прикреплялась к операционному столу и посредством различных переходников и адаптеров получила способность удерживать и манипулировать эндоскопом.
Ряд авторов сообщили о преимуществах данной системы над ассистентом при управлении лапароскопической камерой.
При этом было проведено сравнительное исследование, в которое были включены 11 пациентов. Были выполнены билатеральные оперативные вмешательства, причем при операции, с одной стороны, ассистировал специалист, а, с другой стороны, камерой управляла роботическая система. Авторы не отметили какого-либо отличия в продолжительности операции, однако хирурги себя чувствовали комфортнее при роботической ассистенции. Группа урологов из John Hopkins Hospital провела целый ряд операций с использованием системы AESOP, включая нефрэктомию, ретроперитонеальную лимфаденэктомию, пиелопластику, операцию Берча, орхопексию и нефропексию.
При этом авторы также отметили больший комфорт при роботической ассистенцией при отсутствии разницы во времени оперативного лечения. В 1998 г. группа ученых во главе с Mettler применила систему AESOP для выполнения
50 гинекологических операций. В результате авторы пришли к выводу, что применение роботической системы не удлиняет время операции. Все указанные работы валидизировали применение роботической системы AESOP для ассистенции при выполнении лапароскопических операций. При помощи системы AESOP впервые была промотирована идея соло-лапароскопии. В последующем ряд авторов провели серии соло-операций, включая такие лапароскопические вмешательства, как пластика паховой грыжи, холецистэктомия, фундопликации и адреналэктомии.
Двумя годами позже в США было выполнено исследование по изучению безопасности и эффективности применения роботической системы для выполнения соло-лапароскопической колостомии. Во всех случаях оперативные лечения выполнялись без привлечения ассистента. Таким образом, была доказана безопасность и эффективность концепта лапароскопической соло-хирургии с роботической ассистенцией.
Роботическая система AESOP препроводила лапароскопическую хирургию в эру робот-ассистированной. Система смогла полноценно заменить ассистента при выполнении различных операций, предоставляя одновременно хирургу идеальную видимость и точность движений. К 1999 г. более 80 000 оперативных вмешательств было выполнено с использованием технологии AESOP.
Следующим шагом в эволюции роботической хирургии стало развитие дистанционной телероботической хирургии.
Концепция данного проекта состояла в том, что хирург находится у консоли, а компьютер транслирует его движения на манипуляторы, расположенные в организме пациента. Непосредственно телеробот должен находится у операционного стола и быть способным манипулировать не только камерой, но и несколькими «руками» с инструментами. Разработки в области роботической дистанционной телемедицины были одновременно начаты тремя государственными организациями в США, что привело к созданию военного прототипа, способного обеспечить помощь
3 раненным непосредственно на поле боя. При этом хирург находился глубоко в тылу и осуществлял манипуляции дистанционно при помощи телевизионной трансляции. В настоящее время доступны для использования две роботические хирургические системы: система ZEUS и система da Vinci.
Компания Computer Motion разработала и представила роботическую систему ZEUS в 1990 г. Основана система на базе
AESOP и обладает двумя подсистемами – хирурга и пациента. Подсистема хирурга состоит из консоли с видеомонитором и двумя рукоятками, контролирующими работу манипуляторов. Манипуляторы удерживают инструменты. Консоль хирурга может быть расположена в любом месте в пределах операционной. Подсистема пациента состоит из трех роботических рук, прикрепленных к операционному столу.
Рис. 9. Роботическая хирургическая система
ZEUS: а – подсистема хирурга; б – подсистема пациента.
В последующем был предложен более эргономичный вариант, в котором присутствовала система
AESOP для управления камерой. Компьютер во время операции следил за инструментами и передавал информацию камере для полноценной их визуализации.
Более того, именно компьютерный интерфейс модифицировал движения рук хирурга в движение роботических манипуляторов.
Оптическая система была предоставлена компанией Karl Storz system. Для создания 3D-эффекта был предложен следующий подход. Две камеры (правая и левая) изолированно передавали сигнал со скоростью 30 кадров в секунду.
Компьютер превращал их искусственно в 60 кадров в секунду и передавал их на монитор хирурга. Для работы хирург должен был надевать специальные очки, позволяющие воспринимать сигналы и модифицировать их в 3Dвизуализацию. Изначально хирургическая система ZEUS была создана для кардиохирургических манипуляций и лишь затем произошла ее валидизация в других специальностях (общая хирургия, гинекология и урология). Несмотря на работы, сообщающие об успешном выполнении серий кардиохирургических операций, система обладает целым рядом ограничений. Громоздкость системы создает выраженную сложность в формировании операционной. Неправильное расположение трокаров полностью блокирует выполнение всего оперативного вмешательства. Отсутствие тактильной чувствительности диктует хирургу необходимость полагаться на собственную интуицию в ряде моментов. При этом сами инструменты обладают лишь шестью степенями свободы. Самым главным ограничением является визуализация.
Необходимость наличия специальных очков для преобразования 2D- в 3D-сигнал резко затрудняет выполнение операций. Более того, смоделированный компьютерным интерфейсом 2D-сигнал без очков выглядит размыто и не позволяет чувствовать себя комфортно ассистенту и хирургу при снятии очков. Но главным отличием системы ZEUS от других роботических систем является тот факт, что компания Computer Motion создала интегрированный роботический продукт для операционной вместо иммерсионного интуитивного интерфейса. Именно этот факт позволяет системе выступать лишь в качестве ассистента, а не как оперирующий хирург. Все попытки компании популяризировать свой продукт сошли на нет в 2003 г., когда компания Intuitive Surgical поглотила компанию Computer
Motion, ознаменовав тем самым завершение времени существования хирургической роботической системы ZEUS.
В конце 90-х годов компанией Intuitive SurgicalInc был разработан универсальный робот-хирург, способный проводить операции по различных нозологиям. Результатом стало появление хирургической роботической системы da Vinci, основанной на принципах дистанционной телемедицины. В настоящее время система da Vinci является единственной подобной системой и неоспоримым лидером в области роботической хирургии. В 2000 году Управление по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США дало разрешение на проведение с помощью хирургического робота Да Винчи медицинских операций. В марте 2001 года Министерство здравоохранения Канады одобрило использование хирургического робота Da Vinci для операций брюшной полости и грудной клетки. Валидизация системы da Vinci была начата кардиохирургами. В 1999 г. было опубликовано первое сообщение об успешном выполнении аортокоронарного шунтирования при помощи хирургической системы da Vinci. Огромную работу выполнила группа ученых из Лейпцига, результатом которой стала публикация целого ряда сообщений об успешном выполнении различных кардиохирургических вмешательств, в том числе и на «включенном» сердце. В феврале 2002 г. кардиохирурги из Columbia Presbyterian Medical Center сообщили о первом в США проведении аортокоронарного шунтирования с использованием системы da Vinci. Сложная, но малоинвазивная операция была проведена через три небольших разреза (8–15 мм) грудной клетки для введения двух манипуляторов и эндоскопа.
В ноябре 2002 г. 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 «вскрытия» грудной клетки. Примерно в то же время был опубликован целый ряд работ об успешном применении роботической системы в абдоминальной хирургии. Уже в 1997 г. была успешно выполнена первая лапароскопическая холецистэктомия с использованием прототипа системы da Vinci. Немногим позже ряд авторов сообщили об успешном выполнении целого ряда хирургических вмешательств. В 2001 г. было опубликовано сообщение о наличии технической возможности и безопасности выполнения радикальной простатэктомии с помощью хирургической роботической системы da Vinci.
4
Роботохирургия продолжает стремительно развиваться, завоевывая все большее и большее количество направлений в медицине. Стала реальностью так называемая трансконтинентальная телероботохирургия. В 2001 г. хирурги успешно удалили желчный пузырь с помощью, дистанционно управляемой роботической системы, установленной в одном из госпиталей Франции, находясь от пациентки на расстоянии 7000 км в Нью-Йорке. Современные средства связи обеспечили передачу сигналов в обоих направлениях (от видеокамеры лапароскопа к хирургу и обратно – от станции управления к роботу) по трансатлантическому волоконно-оптическому кабелю. Задержка сигнала составляла менее 200 мсек (безопасно допустимое отставание сигнала составляет около 300 мсек). В настоящее время активно развивается трансоральная роботическая хирургия, хирургия головы и шеи, гинекологическая роботическая хирургия. К 2014 г. имеет место более чем 6000 публикаций, посвященных роботической хирургии, более 4000 систем da Vinci инсталлированы в более чем 1500 медицинских учреждениях по всему миру. В 2013 г. выполнено 350 000 роботических операций по всему миру, наиболее популярными из которых являются роботическая радикальная простатэктомия и роботическая гистерэктомия.
Роботизированная система da Vinci
В настоящее время единственной в мире универсальной роботизированной системой с дистанционным управлением считается система da Vinci компании «Intuitive SurgicalInc». Многие специалисты в развитых странах мира сегодня оперируют с использованием этой медицинской технологии. В апреле 2011 года компания «Intuitive SurgicalInc» заявила, что в мире используется 1750 копий аппарата хирургического робота da Vinci.
Распространение технологии связано со значительными преимуществами данной уникальной роботизированной системы при проведении минимально инвазивной хирургии: уменьшение послеоперационных болей, снижение кровотечения и рубцов. В конечном счете, более короткое пребывание в больнице и скорое возвращение к привычной жизни пациентов. Главным недостатком хирургического робота da Vinci является его высокая стоимость от 1,5 до 2,3 млн. евро, а также высокие эксплуатационные расходы.
Использование системы «da Vinci» - это прорыв в хирургическом лечении, прежде всего, онкологических заболеваний.
Данная технология малоинвазивных вмешательств является на сегодняшний день самой совершенной в области эндоскопической хирургии. Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком (либо животными). При этом робот может, как и иметь связь с оператором
(получать от него команды), так и действовать автономно.
Система управляется исключительно хирургом, с помощью специальной консоли. Значительное увеличение изображения, возможность выведения на монитор трехмерного и обычного двухмерного изображения позволяют хирургу получать максимально точную картину операбельного места.
Хирургический робот-манипулятор Да Винчи снабжен специальными механическими устройствами, повторяющими функции человеческих рук, при этом они имеют в диаметре всего лишь один сантиметр. Это является бесспорным преимуществом перед всеми предшествующими аппаратами и системами подобного типа. Благодаря такой особенности был значительно снижен риск попадания в рану инфекции, а также установлено ограничение контакта операционного оборудования с тканями надреза. Оперативное вмешательство проводится с минимальной кровопотерей и травматизацией тканей, что в разы сокращает послеоперационный и восстановительный периоды.
Устройство роботизированной хирургической системы da Vinci.
Хирургический робот Da Vinci укомплектован специальными инструментами, обеспечивающие хорошую маневренность, не хуже, чем у рук хирурга. Это дает возможность проводить максимально точные и аккуратные действия при выполнении хирургических операций. Данная система работает следующим образом: встроенный процессор анализирует действия хирурга со скоростью 1000 ед в секунду и посылает сигнал к рабочим органом, устраняя любые возможные проявления тремора. Пульт управления может воспроизвести все подвижности кисти и пальцев хирурга. Это отличается от лапароскопии, где хирург работает с использованием стержней длиною 30 сантиметров.
Составляющие хирургической роботизированной системы da
Vinci:

операционной консоли, оснащённой четырьмя рабочими манипуляторами;

управляющей панели, за которой находится оператор, руководящий манипуляциями аппарата из нестерильной зоны;

специальной приборной тележки.

операционный стол;
Операционная (хирургическая) консоль — это часть системы, которая находится в прямом контакте с пациентом, и поэтому в течение всей операции она имеет специальное стерильное покрытие. В зависимости от конфигурации операционная панель содержит 2 или 3 рабочих манипулятора с закрепленными на них инструментами, а также один манипулятор с камерой.
Движения манипуляторов можно разделить на два вида. Первый вид — это моторные движения, которые задаются оператором непосредственно с панели управления, оказывают влияние на ход операции в теле пациента, управляют
5 инструментами и с помощью которых, собственно, проводится операция. Второй вид — это движения торможения, которые задаются ассистирующим персоналом и служат только для настройки системы перед операцией.
Во время операции хирург располагается за удобным пультом управления, который выводит на экран трехмерное изображение оперируемого участка. Удобство работы с таким пультом благоприятно сказывается на работе хирурга, так как тот не утомляется как при стандартном хирургическом вмешательстве.
Ножные педали и джойстики консоли хирурга da Vinci
Движения рук хирурга полностью копируются джойстиками, которые реагируют на прикосновения кончиков пальцев и передаются на телеманипуляторы, нивелируя тремор и обеспечивая возможность прецизионной диссекции. Ножные педали обеспечивают активацию процесса коагуляции (система оснащена как монополярным, так и биполярным типом коагуляции), переключение между рабочими манипуляторами и камерой, а также фокусировку оптической системы.
Движения врача с абсолютной точностью воспроизводятся робототехникой, благодаря чему обеспечивается высокое качество операции и повышается безопасность ее проведения. При помощи консоли хирург обладает возможностью удаленного управления системой, таким образом, консоль может быть расположена за пределами операционной.
Сверхточными телеманипуляторы состоят из 4 рук, одна из которых имеет встроенную камеру, которая передает изображения в реальном времени на пульт, еще две заменяют руки хирурга по время проведения операции, а четвертая служит в качестве ассистента.
С помощью острия размещенного на конце лапароскопических рук, производятся надрезы величиной 1-2 см. За счет таким маленьких надрезов снижается уровень травматизма тканей. Точность движения механических телеманипуляторов превосходят возможности рук человека. Руки робота имеют семь степеней свободы и способность изгиба на 90 градусов, что обеспечивает широкую амплитуду движений. Это незаменимо при оперативном вмешательстве в ограниченном пространстве, например, при работе с сердечной сумкой или малым тазом. Во время подготовки тележки пациента к операции все телеманипуляторы одеваются в специальные стерильные чехлы и остаются в них на протяжении всей процедуры. Команда людей-ассистентов контролируют работу робота да Винчи, подготавливая место для надрезов, следя за ходом операции, поднося стерильные инструменты.
Тележка пациента несет на себе рабочие манипуляторы и находится в непосредственном контакте с пациентом во время выполнения всей процедуры.
Для выполнения роботической хирургии используются инструменты EndoWrist, созданные по образцу человеческого запястья и обладающие семиградусной свободой движения, превосходящие объем движений кисти человека. Набор инструментов EndoWrist включает разнообразие зажимов, иглодержателей, ножниц; монополярных и биполярных электрохирургических инструментов; скальпелей и других специализированных инструментов (всего более 40 типов).
Инструменты EndoWrist могут иметь диаметр 5 или 8 мм. Важной особенностью является четкое ограничение использования инструментария. Каждый инструмент может быть применен лишь десять раз, при этом при смене инструментов интерфейс распознает тип нового инструмента и число его использований. Широкие возможности их подвижности позволяют повторять даже самые незначительные движения врача. При этом каждое движение масштабируется и преобразуется в сигнал для сверхточной имитации. При этом рычаг зажима позволяет в четкости контролировать скорость замены инструментов. Точность движений, которые обеспечивает хирургическая система Да
Винчи, позволяет избежать такого естественного физиологического явления, как дрожание рук человека. Это позволяет работать с труднодоступными участками органов без риска повреждения здоровых тканей.
Система обзора Vision System
Эффект присутствия обеспечивается оптической системой, состоящей из двух параллельных камер, передающих изолированное изображение для каждого глаза.
6
Оптическая система роботической системы da Vinci
При этом передаваемое изображение является трехмерным, что позволяет хирургу определять объемное положение органов и тканей пациента в пространстве. Каждая камера оснащена собственным источником света, имеет собственную панель управления. Для получения реального 3d-изображения одним из компонентов высокотехнологичной оптической системы является синхронизатор, обеспечивающий равномерное восприятие изолированных сигналов обоими глазами хирурга. Связь хирурга с операционной обеспечивается при помощи микрофона и динамиков, расположенных как на консоли хирурга, так и на тележке пациента, находящегося в операционной. При этом передаваемое изображение может укрупняться, оптимизироваться, усиливаться и подавлять шумы за счет использования специального синхронизатора, мощного светового источника, а также блока управления работы камеры.
Хирург получает качественное изображение, без мерцания, чтобы в точности контролировать картину операционного поля органа. К работе с хирургической системой да Винчи допускаются лишь те специалисты, которые имеют достаточно опыта в соответствующей области медицины и практического опыта по управлению роботизированной техникой.
Дополнительное оборудование, необходимое для выполнения оперативного пособия, располагается на стойке оборудования и включает в себя инсуфлятор, коагулятор, источник света, аспиратор и ирригатор. Также на стойке расположен дополнительный монитор для ассистента и компоненты оптической системы.
Принцип работы роботической системы da Vinci
Хирург управляет длинными, узкими, специально закрепленными хирургическими инструментами, проникающими в тело пациента сквозь небольшие отверстия. Такие инструменты с дистанционным управлением можно использовать для операций на маленьких и труднодоступных участках тела. Хирург не стоит в неудобной позе за столом, а находится за пультом управления. Робот же в режиме реального времени копирует каждое его движение. Система не запрограммирована на выполнение каких-либо действий и не может принимать самостоятельных решений по ходу проведения операции.
С помощью системы Da Vinci выполняют оперативные вмешательства в урологии, гинекологии, торакальной, абдоминальной, сосудистой и кардиохирургии.
Преимущества применения системы робот da Vinci:

трехмерное изображение (объемное изображение), транслируемое на дисплей во время роботизированных операций, повышает способность хирурга контролировать глубину ткани;

роботизированные «руки». Более эффективные, чем руки хирурга, их делают два свойства: большее количество
«суставов», обеспечивающих манипуляторам практически неограниченную свободу движений во всех направлениях и лучшая устойчивость, и точность движений;

более быстрое восстановление пациента. Маленькие разрезы и точность манипуляций значительно сокращают процесс заживления;

дистанционное управление. Аппарат позволяет оказать больному быструю помощь, даже если хирург находится далеко и не может прибыть на место;

подходит для людей полного телосложения. С помощью робота Da Vinci можно оперировать также людей, плотное телосложение которых затрудняет проведение обычных операций;

в настоящий момент с помощью хирургической системы Da Vinci во многих случаях стало возможным избежать открытых хирургических операций и заменить их малоинвазивными роботизированными медицинскими технологиями.
Преимущества применения системы робот da Vinci для пациента:

такая процедура для пациента наиболее безопасна, так как доступ к месту оперативного вмешательства выполняется через маленькие разрезы (от 5 до 12 мм). Если сравнивать традиционную хирургическую операцию, то минимальный разрез составляет от 10 см;

исключается вероятность большой потери крови и соответственно необходимость переливания крови, что зачастую может приводить к ухудшению состояния пациента;

уменьшается вероятность занесения инфекции;

сокращение времени нахождения в стационаре;

болевые ощущения, которые зачастую сопровождают послеоперационный период, минимизируются;

низкая вероятность проявления нежелательных побочных эффектов по сравнению с открытой операцией;

сокращается период реабилитации пациента, что позволяет максимально быстро вернуться к привычному для него ритму жизни;
7

миниатюрные послеоперационные шрамы, которые быстро срастаются и в основном не беспокоят пациентов в дальнейшем.
Преимущества применения системы робот da Vinci для хирургов:

благодаря системе можно добиться высокой степени точности действий и широкую амплитуду движений. Имея визуальную и тактильную связь с роботом, хирург полностью контролирует процесс и проецирует свои действия на миниатюрное острие инструмента;

отличная степень визуализации оперируемого участка. Трехмерное изображение оперируемого органа с высоким разрешением для максимально четкой картины;

высокая степень ловкости. Механические руки робота позволяют в точности повторять действия человеческой руки и даже больше. Движения хирурга, полученные системой, анализируются, проходят фильтрацию и копируются с помощью инструментов.
Несмотря на бесспорную эффективность и безопасность хирургической системы Da Vinci, ее применение допустимо не всегда. Существуют медицинские случаи, когда применение такой технологии не является возможным. Например, пациентов с плохой свертываемостью крови, беременных женщин и людей с избыточным весом данная процедура недопустима. Решение относительно назначения малоинвазивной операции с применением хирургического робота Da
Vinci принимается консилиумом врачей по индивидуальным показаниям для конкретного пациента.
Хирургическая система Da Vinci используется в:

хирургической андрологии и урологии;

хирургической гинекологии;

реконструктивной хирургии;

торакальной хирургии;

хирургической гастроэнтерологии;

хирургической эндокринологии.
Области хирургического использования системы Da Vinci с каждым годом расширяются.
Операции, выполняемые роботом Da Vinci:

восстановление митрального клапана;

реваскуляция миокарда (операции по восстановлению кровоснабжения сердечной мышцы);

установка эпикардиального электронного стимулятора сердца;

удаление патологических сердечных тканей;

лобэктомия легкого;

операции на поджелудочной железе и печени;

желудочное шунтирование;

эзофагэктомия;

тимэктомия;

удаление мочевого пузыря;

удаление почки;

реимплантация мочеточника;

простатэктомия (удаление простаты);

миомэктомия (удаление миоматозных узлов с тела матки);

гистерэктомия (удаление матки);

операции на позвоночнике, замена дисков.
Роботизированная системы da Vinci в кардиохирургической практике.
Сегодня кардиохирургическое лечение проводится с использованием современных технологий. Когда медикаментозная терапия не в силах справится с заболеваниями в кардиологической области, зачастую пациенту предлагают произвести оперативное вмешательство. Введение в кардиологическую область хирургии малоинвазивных методов произошло позднее, чем в другие области медицины. Это объяснялось в первую очередь уверенностью хирургов в большом положительном эффекте стандартных методов и отвержение новаторств в своем направлении.
Благодаря внедрению технологии хирургического робота Da Vinci стало возможным качественно делать операции даже в тех местах сердца, которые ранее были недоступны в силу недоступности для человеческой руки. Для примера, в
США ежегодно проводится около десяти тысяч операций по аортокоронарному шунтированию. Среди которых очень высокий процент пациентов навсегда избавились от проблем с сердцем.
Операции на сердце, где используется робот Da Vinci:

замена или восстановление функций митрального сердечного клапана;

устранения дефекта межпредсердечной перегородки;

устранение фибрилляция предсердий, распространенный тип аритмии;

реваскуляризация миокарда;

пролапс митрального клапана;

дефект предсердной перегородки;

лечение различных врожденных заболеваний сердца;

перевязки аортального кольца;

коронарное шунтирование;

имплантация трехкамерных электродов;
8

опухоли сердца;

абляция тканей сердца;

устранение фибрилляции предсердий;

лобэктомия легкого;

установка эпикардиального электронного стимулятора.
Нужно отметить, что техническая вероятность успеха в случае проведения роботизированных операций в кардиохирургии оценивается в 90%, а это достаточно высокий показатель, особенно в сравнение со стандартными операциями.
Стандартные хирургические операции на сердце подразумевают разрез грудной клетки от 20-25 см в длину и специальному расщеплению грудной клетки для доступа к органу. Это оказывает негативное влияние впоследствии, ухудшает процесс заживления, а социальная реабилитация занимает длительный срок (около 2-3 месяцев).
Хирургические робот Da Vinci делает разрезы небольшой величины (1-2 см) в трех разных местах. Сквозь них вводится эндоскоп, снабженный мощнейшей камерой и манипулятор, оборудованный хирургическими инструментами. Если сравнивать его со стандартной полостной операцией, то робот Da Vinci позволяет снизить риск повторении событий в первый год после проведения операции, сокращает количество возможных побочных эффектов и уменьшает период пребывания в клинике. Проведения такого вида операции исключает вскрытие грудной клетки. Как только операция будет завершена, пациента перемещают в контролируемую зону для процесса реабилитации. За счет малоинвазивности операции можно говорить про эстетичность послеоперационных рубцов в области груди. Возврат к нормальной жизни также происходит быстрее, нежели после стандартной хирургии на сердце. Этот срок сокращается ориентировочно до
3-х недель.
Технология не стоит на месте и с помощью европейских специалистов расширяет свои возможности. Так недавно компания Smith & Nephews и URS Orthopedic Systems разработали программное обеспечение, которое позволит хирургическому роботу Да Винчи проводить операции по внедрению имплантов в коленные суставы. А клиники
Германии ведут разработку методов использования робота в лечении различных ортопедических заболеваний.
Компания разработчик заявляет, что планирует выпустить следующее поколение роботов-хирургов Да Винчи, в которых механические руки-манипуляторы будут опускаться с потолка операционного зала.
Специалисты заявляют, что операции, проводимые с применением роботизированной системы Da Vinci дают значительно лучший клинический результат практически для всех пациентов.
  1   2   3

перейти в каталог файлов


связь с админом