6.5.2. Транслюмінальна хірургія (n.O.T.E.S.)

Транслюмінальними називають ендохірургічні втручання, де гнучкі інструменти вводять в просвіт порожнистого органу через природні отвори людського тіла та через розріз в стінці внутрішнього органу підводяться безпосередньо до органу. на якому виконується операція.

Таким чином, для виконання втручань на органах черевної та грудної порожнин робочі інструменти можуть бути введені через розріз в стінці шлунка, піхви або прямої кишки. При цьому шкірні покриви залишаються неушкодженими.

На даний час в різних країнах світу, головним чином в Індії, США та деяких европейських країнах біли виконані такі транслюмінальні втручання на живих пацієнтах:

• трансгастральна апендектомія;

• трансвагінальна холецистектомія;

• трансгастральна холецистектомія;

• видалення з черевної порожнини гастростомної трубки, що випала;

• трансгастральні та трансдуоденальні втручання на підшлунковій залозі (біопсія, некректомія, та ін.).

Такі втручання мають низку потенційних переваг:

• повна відсутність косметичного дефекту;

• відносно швидке одужання, скорочення термінів післяопераційної реабалатації.

Однак, швидкому впроважденню транслюмінальних оперативних втручань в широку клінічну практику заважають низка факторів стримування:

• відсутність надійного та зручного способу ушивання (закриття) вісцеральних отворів;

• відсутність гарантованого способу стерилізації внутрішнього просвіту органів, через які здійснюється доступ, або варіантів стерильної доставки інструментів через їх стінки;

• відсутність промислових зразків 2-х та 3-х канальних ендоскопів із змінною керованою жорсткістю;

• відсутність гнучких інструментів із змінною керованою жорсткістю та обертанням робочої частини.

6.5.3. Роботохіріргія

Роботизоване виконання операцій є новим та надзвичайно перспективним напрямком в різних галузях хірургії. В наш час існує чітка тенденція до збільшення частки роботизованих пристроїв у медицині, причому роботизована хірургія знаходиться в стадії розвитку. До кінця не встановлені межі її застосування, а кількість досліджень, спрямованих на встановлення переваг та недоліків цього способу виконання оперативних втручань, вкарй мала.

Роботи пройшли шлях від механічних пристроїв, що виконують стандартні команди, до високотехнологічних електронних систем. В наш час активно ведеться науковий пошук по впровадженню штучних інтелектуальних систем в робототехніці, розширюються сфери використання роботів. особливо у галузях, де необхідна висока точність маніпуляцій. В той же час, медицина, особливо хірургія, були аутсайдерами у використанні робототехнологій.

Використання роботизованих систем в хірургії є логічним продовженням та розвитком на новому рівні мініінвазивного напрямку в хірургії, який стартував в 1987 році (перша лапароскопічна холецистектомія). Переваги лапароскопічної хірургії в порівнянні з традиційними хірургічними втручаннями розглянуті в попередньому розділі. Але з впровадженням лапароскопічних технологій в хірургію, відкрились деякі технічні проблеми та обмеження. Одним із каменів спотикання є технічна недосконалість ендоскопічних інструментів. Сучасні ендоскопічні інструменти не дають чіткого ефекту зворотного зв'язку в частині тактильних відчуттів та сили дії на тканини. Використання двомірного зображення в певних ситуаціях зумовлює низку технічних труднощів, пов'язаних із забезпеченням прецизійних лапароскопічних маніпуляцій. Більшість лапароскопічних маніпуляторів мають обмежену чотирма площинами свободу рухів, що погіршує якість оперування. Фізіологічне тремтіння людської руки передається на інструменти, що створює труднощі під час накладання анастомозів та прецизійної мобілізації. Впровадження робототехніки дає змогу подолати вказані технічні труднощі та розширює можливості малоінвазивної хірургії.

Історія роботохірургії розпочалась в 1985 р., коли доктор V. Kwoh за допомогою медичного робота Puma 560 виконав пункцію головного мозку з нечуваною для того часу точністю. Через три роки, у 1988 р., Davies виконав трансуретральну резекцію передміхурової залози на цьому ж роботі. Ця хірургічна система стала відправною точкою для створення нового робота (PROBOT), призначеного безпосередньо для трансуретральної резекції.

Паралельно компанія "Integrated Surgical Supplies Ltd. of Sacramento, CA" розробила роботизовану систему ROBODOC. Це був перший хірургічний робот, схвалений US FDA.

В середині 80-х років минулого сторіччя група дослідників NASA, що працювали над проблемою віртуальної реальності, зацікавились можливістю розвитку телекомунікаційної хірургії. Ця ідея стала рушійною силою в розвитку хірургічної робототехніки. На початку 90-х років ХХ століття низка вчених NASA об'єднались зі Стенфордським дослідницьким інститутом (SRI). Це злиття привело до створення високофункціональних хірургічних телеманіпуляторів. Головним їх завданням було створення у хірурга відчуття безпосереднього контакту з тканинами та органами пацієнта під час операції.

Розробки SRI помітило Міністерство оборони США, котре зацікавлене в зменшенні смертності особового складу під час бойових дій. Таким чином була опрацьована концепція надання хірургічної допомоги потерпілому за допомогою телекомунікації. При фінансуванні армії США була створена пересувна роботизована система, що давала змогу надавати допомогу в районі бойових дій. Хірург, що виконував операцію, знаходився на віддалі від пацієнта в мобільному передовому хірургічному шпиталі (MASH). Ця система пройшла успішні випробування під час військових дій в Іраку.

В 1999 році американська компанія "Intuitive Surgical" представила нову роботизовану систему під назвою "да Вінчі". Області застосування "да Вінчі" – кардіологія, гінекологія, урологія та загальна хірургія.

У світі на кінець 2007 року налічувалось близько 600 роботизованих хірургічних комплексів, причому щороку їх кількість подвоюється. США є лідерами по використанню роботизованих комплексів у повсякденній медичній практиці. В ортопедії активно використовується система ROBODOC. В лапароскопічній хірургії використовується роботизований комплекс AESOP. Його особливістю є можливість голосового керування ендоскопом, робоча частина котрого рухається в семи площинах. Система була розроблена для покращення якості візуалізації під час операції.

В багатьої країнах продовжують розробляти та вдосконалювати медичні робототехнології. Найбілш відомими роботизованими комплексами стали системи "da Vinci" та "Zeus". Вони використовуються в усіх областях лапароскопічної хірургії, при протезуванні митрального клапану, радикальній простатектомії, операціяї на шлунково-кишковому тракті, нефректомії, трансплантації нирки.

Обидві системи представляють собою хірургічних роботів, обладнананих багатофункціональними маніпуляторами, що керуються зі спеціальної консолі, на яку передається створене комп'ютером зображення.

Комплекс "да Вінчі" складається з трьох основних компонентів: пристрою передачі відеозображення, що складається з подвійного джерела світла та двох трьохчіпових камер, консолі керування, де розташовується хірург; рухомої частини з трьома маніпуляторами для інструментів та одним для камер, що створюють трьохмірне зображення. Консоль керування обладнана комп'ютером, що генерує реальне трьохмірне зображення з повним відчуттях його глибини, педалями для керування електрокоагуляцією, фокусом камер, ручними джойстиками для керування інструментами та відеокамерами в тілі пацієнта. Інструменти обладнані гнучким приводом та забезпечують рухи в семи площинах. Трьохмірне зображення, що створюється системою перед очима хірурга. забезпечує повну ілюзію оперування в реальному просторі.

Однією з головних переваг роботохірургії є нівелювання бігітьох едоліків лапароскопічної техніки. Хірургічні роботи оснащені трьомірною системою візуалізації з ефектом реальної глибини зображення. Система забезпечує постійну чітку візуалізацію операційного поля завдяки програмі анатомічного маневрування зображення в залежності від положення голови хірурга. В ході виконання операції може використовуватись додаткова інформація про структуру навколишніх тканин, отримана при КТ чи МРТ. Точність хірургічних дій забезпечується за рахунок відсутності ефекту природного тремтіння людських рук, використання інструментів із збільшеною свободою рухів робочої частини (сім площин) та можливістю системи трансформувати більші за амплітудою рухи джойстика керування на центральній консолі в точні маніпуляції в тілі пацієнта. В результаті робочі частини інструментів отримують можливості людських рук, а хірург отримує можливість оперувати не двома, а трьома та більше "руками". Система керування створена таким чином. що що інструменти просто повторюють рухи кистей та пальців хірурга. Система не потребує зміни положення тіла хірурга під час складних та тривалих маніпуляцій. Руки оператора знаходяться в ергономічному положенні, кисті та пальці фіксують відповідні органи керування.

Підсумовуючи результати аналізу використання робототехніки в хірургії, можна виділити наступні області її застосування:

— торакальна та кардіохірургія: виділення внутрішньої грудної артерії, відновлення митрального та трьохстулкового клапанів, встановлення електродів для бівентрикулярної ресинхроніхації, транхіатальна езофагоектомія, біопсії та резекції легенів, пульмонектомія;

— судинна хірургія: відновні операції на грудній аорті та крупних судинах, на черевній аорті, аортостегнове шунтування;

— гінекологія: репродуктивна хірургія (реанастомоз маткових труб, міомектомія, абляція ендометрію, транспозиція яєчників, лігування маткових труб), реконструктивна тазова хірургія (операція Burch, сакральна кольпопексія), загальна гінекологія (гістеректомія, видалення кист, аднексектомія, сальпінгектомія);

— абдомінальна хірургія: баріатрія, герніопластики, фундопликація, резекції печінки, підшлункової залози; резекції шлунка, тонкої, ободової та прямої кишок, холецистектомія, симпатектомія, реконструктивні операції;

— урологія: простатектомія, нефректомія, цистектомія, адреналектоміия, орхидектомія, експлантація нирки у живого донора для трансплантації.

При використанні робототехніки виникає мінімальна кількість ускладнень: менше 1% нагноєння післяопераційних ран або формування гриж, порушення функції кишечнику, пошкоджень кишки, сечового міхура. уретри, які потребують додаткових операцій; менше 1% кровотеч, утворення гематом та необхідності гемотрансфузій.

З урахуванням досить високої вартості комплексу "да Вінчі" (близько 3 млн. евро), його використання виправдане в крупних багатопрофільних високотехнологічних медичних центрах, де проходять лікування пацієнти зі складними неординарними захворюваннями. Необхідно модифікувати старі та впровадити нові алгоритми діагностики, лікування та післяопераційного ведення хворих з урахуванням використання роботизованих комплексів.