Как развивается робот-ассистированная хирургия в урологии и остальной медицине

В эру телекоммуникаций и компьютерных технологий инновационные чудеса максимально быстро интегрируются в жизнь. Новейшие концепции автоматизированных и роботических решений уже применяются во многих отраслях промышленности. С недавнего времени роботы в медицине в целом и в хирургии в частности стали неотъемлемой частью повседневной практики.

Роботизированные технологии приобретают все большую популярность в медицинской отрасли. Многочисленные роботические системы (РС) разработаны в помощь пожилым и инвалидам. Автоматические программируемые инвалидные кресла облегчают жизнь пациентам с частичной или полной утратой способности к передвижению. Ряд роботизированных устройств не только напоминают человеку преклонного возраста о необходимости своевременного приема лекарств (Nursebot), но и заменяют врача у постели больного (RP-6 robot). При этом специалист общается с пациентом посредством интернет-технологий. Существует целый ряд роботических решений для применения в здравоохранении без непосредственного контакта с больным. Взять хотя бы лабораторные и транспортные системы. Роботизированные лабораторные комплексы могут обеспечить бесперебойное функционирование многопрофильного учреждения с минимальной затратой человеческих ресурсов, что очень выгодно экономически. 

Как все начиналось 

История развития хирургических РС ознаменовалась появлением в 1985 году программируемого универсального манипулятора (Programmable Universal Manipulation Arm, PUMA-560) для выполнения точечной биопсии головного мозга под КТ-наведением. Сегодня его использование прекращено из соображений безопасности. 

В 1988 году для выполнения автоматизированной трансуретральной резекции простаты (ТУРП) была разработана РС Probot и тогда же с ее помощью выполнили первую ТУРП. Для этого в предоперационном периоде сконструировали 3D-модель простаты, края резекции были очерчены хирургом, а траектории движения резектоскопа рассчитала РС. 

Robodoc (IBM) стал первой РС, использованной в ортопедии при протезировании тазобедренных суставов (ТБС). Со временем модели совершенствовались, и теперь они в автоматическом режиме выполняют необходимые манипуляции для завершения процедуры замены ТБС (Caspar system, Acrobot). 

К началу 1995 года была создана нейрохирургическая РС Minerva, использующая данные динамического КТ, что позволяло вносить коррективы в ход процедуры в режиме реального времени. Но ее применение существенно ограничивала необходимость нахождения пациента в аппарате КТ на протяжении всей манипуляции. Сегодня в распоряжении нейрохирургов есть РС Cyberknife для выполнения ультраточной лучевой терапии злокачественных новообразований головного мозга (ЗНО ГМ). Для максимальной аккуратности при облучении используется технология пошаговой корреляции изображений дооперационной КТ и рентгеновских исследований в ходе манипуляции в режиме реального времени. 

Минимальная инвазивность 

Мировая тенденция направлена на уменьшение инвазивности хирургических вмешательств с резким ростом доли лапароскопических и робот-ассистированных операций и сокращением использования традиционной открытой хирургии. Популяризация лапароскопической техники уменьшила период пребывания в стационаре и страх пациентов перед предстоящим вмешательством. Робот-ассистированная хирургия стала платформой для интеграции современных разработок в минимально инвазивные оперативные вмешательства, продвинувшиеся вперед после внедрения однопортовой хирургии (LESS) с последующим шагом в виде разработки так называемой хирургии через естественные отверстия (NOTES). 

Для минимально инвазивных операций доступны некоторые роботассистированные платформы, позволяющие выполнять манипуляции NOTES в режиме «ведущий — ведомый» (мaster — slave). Большинство пациентов хотят быть прооперированными при помощи наиболее современной технологии, менее болезненной, не оставляющей следов и позволяющей избежать длительной госпитализации. Однако перед началом популяризации того или иного минимально инвазивного метода лечения или РС нужно убедиться в наличии публикаций с доказанными преимуществами соответствующей технологии. 

Существующая с 1999 года роботассистированная хирургическая система «Да Винчи» (Intuitive Surgical, Inc, Sunnyvale, CA) стала наиболее распространенной (более 8 тысяч РС во всем мире) и часто используемой платформой для минимально инвазивной хирургии. Она применяется не только в урологии, но и в гинекологии, кардио- и общей хирургии, хирургии головы и шеи и т.д. Робот-ассистированная радикальная простатэктомия впервые была выполнена в 2001 году. При этом еще в 1999 году компания Intuitive Surgical начала исследования по применению своей РС в кардиохирургии параллельно с конкурентом — компанией Computer Motion, которую и приобрела в 2004 году. После одобрения FDA за неполные 20 лет было разработано 4 поколения системы «Да Винчи». Intuitive Surgical обладает более чем 1500 патентами, что ограничивает клиническое применение альтернативных РС. 

К преимуществам использования РС для пациентов относятся меньшее количество осложнений, короткие госпитализация и реабилитация, а для хирурга — эргономичность, связанная в том числе с появлением консолей, что позволяет выполнять оперативное лечение сидя, а также фильтрация физиологического тремора и 3D-изображение высокой точности с многократным увеличением. Прекрасный пример инженерной интеграции в медицину — разработка устройств тактильной чувствительности, получаемой с сенсоров дистальной части инструмента и передаваемой на манипуляторы хирурга, что обеспечивает более бережную работу с тканями. Робот-ассистированная хирургия прошла большой путь за короткое время, воплотившись в повседневную реальность с великолепными возможностями выполнения точнейших манипуляций. 

Дальнейшие перспективы 

Каждый год возникают все новые РС, отвечающие высоким требованиям эффективности и безопасности. В ближайшие 5–10 лет можно ожидать выхода на рынок нескольких РС для мульти- и однопортовой хирургии. Развитие будет сфокусировано на нескольких специфических деталях:
• роботические руки (меньший вес и размер, расположение на операционном столе или на раздельных тележках);
• инструменты (тактильная чувствительность, микромоторы);
• консоли хирурга (открытого, полуоткрытого или закрытого типа);
• применение 3D- и HD-видеотехнологий (поляризационные очки, окуляры, зеркальная технология). 

Технологические стандарты четырех поколений «Да Винчи» установили высокую планку для разрабатываемых РС, их золотой стандарт. Внедрение новых систем в практику будет зависеть от их клинического функционала, стоимости оборудования, расходных материалов и сервисного обслуживания. 

Интеллектуальные технологии (ИТ) затрагивают все аспекты хирургической практики. В будущем они станут важной частью диагностики, терапии и обучения специалистов. Компьютеры, телекоммуникации, роботы, микророботы и виртуальная реальность необходимы для успешного развития любого направления медицины. Диагностика уже обладает многими ИТ (виртуальная колоноскопия, 3D-визуализация, микроэндолюминарные датчики, телеконсультации иконсилиумы). Постоянно совершенствуются методы дистанционной хирургии — системы уменьшаются в размерах и становятся прогрессивно автономными. 

Нам предстоит перейти от минимально инвазивных процедур к неинвазивным манипуляциям, от прямого воздействия на пациента — к дистанционному, от монотерапии — к мультимодальному подходу. В обучение специалистов будут все шире внедряться ИТ, включая виртуальную реальность и объективную оценку хирургических навыков, все больше хирургических манипуляций будет выполняться под эндоскопическим контролем. Наблюдаемый тренд — мультидисциплинарный подход к лечению пациентов для минимизации травмы ткани. Эффективно применяются фьюжн-технологии, позволяющие в том числе тщательно планировать оперативное вмешательство. Сегодня мы с уверенностью можем сказать, что роботассистированные технологии гигантскими шагами идут к последнему этапу жизненного цикла. Этот технологический прорыв позволяет оказывать качественно иную помощь пациентам в самых разных областях медицины. 

Список литературы находится в редакции