Применение компьютеров в хирургии

История развития роботических технологий в медицине

Роботичеcкие технологии неуклонно и стремительно входят в нашу повседневную жизнь. Применение роботов широко распространено в различных профессиональных отраслях. Робот-ассистированная техника выполнения оперативных вмешательств в настоящее время является наиболее инновационным направлением в медицине. В данной статье описывается история развития роботических технологий в медицине в целом и в урологии в частности.

Ключевые слова: робот-ассистированная хирургия, роботы в медицине, робот da Vinci.

Как прошли операции

Все операции были ортопедическими и в сумме длились 24 часа. В каждой из них участвовала коллегия врачей, которые использовали очки гибридной реальности и приложение Microsoft Dynamics 365 Remote Assist. Это позволяло им:

видеть всю необходимую информацию — например, снимок КТ или УЗИ — в дополненной реальности (AR);
транслировать саму операцию коллегам в режиме онлайн;
обмениваться опытом с коллегами: получать консультации и рассказывать о своих действиях.

Помимо самой операции, прошло 25 онлайн-дискуссий, где врачи обсуждали новейшие технологии в медицине. Кроме врачей к мероприятию присоединились более 70 экспертов в области медицины и здравоохранения. Трансляцию посмотрели 15 тыс. зрителей из 130 стран.

Хирургами управлял Тома Грегори — профессор ортопедической хирургии Университета Сорбонна-Париж-Нор и завотделением ортопедической и травматологической хирургии больницы Авиценна в Париже. Он же проводил первую подобную операцию в 2017 году — для 80-летней пациентки с разрывом сухожилий. Операция длилась 90 минут. В процессе Грегори делился происходящим с четырьмя другими хирургами в США и Великобритании по Skype.

Hololens 2 — второе поколение очков гибридной реальности от Microsoft, выпущенное в 2019 году. Первая операция в смешанной реальности прошла с использованием предыдущей версии Hololens от 2016 года. Они управляются голосовыми командами и жестами и позволяют в режиме онлайн получить доступ к любой необходимой информации. Данные диагностики или трехмерные модели органов воспроизводятся в виде голограмм прямо перед глазами врача. Так хирург может видеть все этапы операции и сравнивать с тем, что делает, а также — делиться опытом с коллегами по всему миру: обычно в операционной могут поместиться всего несколько человек.

Теперь очки стали точнее и функциональнее. Гарнитура HoloLens 2 автоматически определяет, куда направлен взгляд хирурга, и проецирует туда изображение. Также голограммы можно перемещать жестами.

Кроме операций HoloLens используют для виртуальных обходов, а также для дистанционного лечения больных COVID-19. Главным барьером для широкого распространения пока что остается цена: очки стоят $3 500, а в комплекте с подпиской на Dynamics 365 Remote Assist — $4 500.

Ключевые преимущества

Без реакций на коже и слизистых оболочках
Безболезненное удаление опухоли
Нет необходимости в реабилитации
Пациент свободно дышит
и удобно лежит во время
лечения
Удобная фиксация
головы и тела
Возможны повторные курсы лечения после лучевой терапии
Нет необходимости в хирургическом вмешательстве и анестезии
Лечение опухолей любой локализации

Противопоказания к КТ

Вред данное исследование может нанести только пациентам со следующими противопоказаниями:

синдромом нарушения всех почечных функций;
наложенным гипсом или металлической конструкцией в обследуемой области;
клаустрофобией (боязнью замкнутого пространства);
буйным поведением, вызванным психическими отклонениями.

Несмотря на массу положительных моментов исследования, таких как неинвазивность, быстрота выполнения, хорошая переносимость процедуры, КТ также имеет противопоказания, как и любое другое инструментальное обследование:

Беременные. Компьютерная томография является абсолютным противопоказанием для обследования женщин «в положении». При наличии документов о том, что у женщины в скором времени появится ребенок, врач старается повременить с проведением исследования и перенести его. При чрезвычайных ситуациях процедуру следует заменить на не лучевой диагностический метод исследования. Такая предельная осторожность связана с тем, что даже малые дозы рентгеновского облучения могут пагубно сказаться на состоянии растущего организма малыша;
Дети. Относительным противопоказанием для проведения компьютерной томографии является возраст до восемнадцати лет. Организм ребенка в пять раз более восприимчивее ко всякому роду облучению, при этом достичь снижения дозировки не всегда удается. Компьютерная томография не назначается в связи с тем, что в тканях подрастающего организма находится очень много воды (по сравнению со взрослыми), что затрудняет диагностику разных патологий. Но если другие диагностические способы не могут предоставить достаточную информацию о заболевании ребенка, то тогда специалист может принять решение о необходимости компьютерной томографии. Очень часто, врачи-рентгенологи в таких ситуациях прибегают к помощи анестезиологов, которые внутривенно вводят ребенку седативные средства (успокоительные) или же вообще назначают наркоз;
Люди с повышенной массой тела. Иногда проведение компьютерной томографии может быть затруднено у больных с лишней массой тела. Это связано с двумя факторами
Компьютерный томограф не рассчитан на вес выше 150 кг;
Гипс и металлические предметы. При наличии у пациента гипса или металлических вставок в области обследования, компьютерная томография не проводится, так как на снимках могут появиться блики или затемнения, которые затруднят диагностическое обследование заболеваний;
Неадекватное поведение и психическое расстройство. Если больной находится в буйном состоянии и не может успокоиться или у него в анамнезе имеется психическое расстройство, то сканирование такого пациента затруднено — он не сможет сохранять неподвижность в течение всего исследования. Либо же врач может подождать, когда человек успокоиться. В некоторых случаях применяются снотворное средство, седативные препараты или даже общий наркоз. Такое состояние должно поддерживаться в течении двадцати- тридцати минут, пока не закончится исследование.

КТ с контрастом имеет свои противопоказания:

Люди с почечной и печеночной недостаточностью. Именно эти органы активно выводят контрастное вещество из организма. Если в них имеют патологические изменения, то введение контрастного вещества может обернуться для пациента токсическим отравлением и длительным восстановительным процессом;
Тяжелое общее состояние. Если пациент находится в критическом состоянии, то на первом месте стоит оказание первой медицинской помощи, а уже потом исследовать на предмет травм, переломов и прочих патологий;
Заболевания щитовидной железы. Наличие в контрастном веществе йода может усугубить течение заболевания;
Аллергия на компоненты контрастного вещества. Недопустимо, если у человека имеется аллергическая реакция на йодсодержащие вещества. Если пациент сомневается, то рекомендуют перед началом процедуры провести пробы, чтобы выявить аллергию на контраст. В случае проникновения такого вещества в организм может возникнуть тяжелое отравление организма вплоть до анафилактического шока.

В Юсуповской больнице ежедневно проводится компьютерная томография сотням людям с разными патологиями. Уровень врачебной квалификации позволяет дать грамотное заключение даже в самых тяжелых диагностических ситуациях. В Юсуповской больнице проводится экстренное обследование даже в ночное время, для этого имеется специальная бригада, которая включает в себя врача-рентгенолога.

Как работает компьютерная томография?

В основе КТ лежит рентген-излучение, в отличие от МРТ, основанного на действии магнитного поля. Современная наука постоянно усовершенствует медицинское оборудование, поэтому на сегодняшний день существует пять поколений томографов, с каждым разом все более быстрых, точных и с меньшей лучевой нагрузкой на организм человека. Стоит знать, какие КТ лучшие, чтобы пройти обследование максимально эффективно и безопасно.

Компьютерные томографы делятся на пошаговые и спиральные, причем пошаговые – устаревший вариант, первое поколение аппаратов, одна рентгеновская трубка и детектор, фиксирующий ее оборот, по одному обороту на слой. В третьем поколении появилось понятие спиральной КТ, при которой реализовано непрерывное вращение трубки и увеличение числа детекторов. Четвертое поколение – это двухслойная КТ, распространяющаяся с 1992 года. В основе усовершенствований пятого поколения мультиспиральных томографов – несколько рядов детекторов, новая, объемная форма пучка рентген-лучей, сокращение времени вращения рентгеновской трубки. В результате уменьшается время обследования, снижается уровень облучения, а с увеличением количества получаемых срезов изображения появилась возможность наблюдать в реальном времени физиологические процессы в разных органах и нивелировать погрешности визуализации из-за движения.

Современная диагностика работает с мультиспиральными компьютерными томографами 16, 32, 64-срезовыми, а среди новинок – 128, 256, 320-срезовые аппараты. В отличие от устаревшей спиральной КТ, МСКТ позволяют получать более точные изображения за меньшее время, настраивать аппарат в зависимости от размеров и возраста пациента, что в целом позволяет на 30% снизить объем рентгеновского излучения и сделать процедуру более безопасной.

Приложения

Компьютерная хирургия — это начало революции в хирургии. Он уже имеет большое значение в высокоточных хирургических областях, но он также используется в стандартных хирургических процедурах.

Компьютерная нейрохирургия

Телеманипуляторы впервые были использованы в нейрохирургии в 1980-х годах. Это позволило еще больше развить микрохирургию головного мозга (компенсировать физиологический тремор хирурга в 10 раз), повысить точность и точность вмешательства. Это также открыло новые возможности для минимально инвазивной хирургии головного мозга, а также снизило риск послеоперационных осложнений за счет предотвращения случайного повреждения соседних центров.

Компьютерная нейрохирургия также включает процедуры на позвоночнике с использованием систем навигации и робототехники. Доступные в настоящее время системы навигации включают Medtronic Stealth, BrainLab , 7D Surgical и Stryker ; Существующие системы роботизированных включают Мазор ренессанс, MazorX, Globus Excelsius GPS и BrainLAB Cirq.

Компьютерная челюстно-лицевая хирургия

Навигация по костному сегменту — это современный хирургический подход в ортогнатической хирургии (коррекция аномалий челюстей и черепа), в хирургии височно-нижнечелюстного сустава (ВНЧС) или при реконструкции средней части лица и орбиты .

Он также используется в имплантологии, где можно увидеть доступную кость, а положение, угол наклона и глубину имплантатов можно смоделировать до операции. Во время операции хирург руководствуется визуальными и звуковыми сигналами. IGI (Image Guided Implantology) — одна из навигационных систем, использующих эту технологию.

Управляемая имплантология

Новые терапевтические концепции, такие как управляемая хирургия, разрабатываются и применяются при установке дентальных имплантатов. Протезная реабилитация также планируется и проводится параллельно с хирургическими вмешательствами. Шаги планирования находятся на переднем плане и выполняются в сотрудничестве хирурга, стоматолога и зубного техника. Пациенты с отсутствием зубов, одной или обеих челюстей, получают пользу от сокращения времени лечения.

Что касается беззубых пациентов, обычная опора зубного протеза часто оказывается под угрозой из-за умеренной атрофии кости, даже если зубные протезы построены на основе правильной анатомической морфологии.

С помощью компьютерной томографии с коническим лучом проводится сканирование пациента и существующего протеза. Кроме того, сканируется только протез. Стеклянные жемчужины определенного диаметра помещаются в протез и используются как ориентиры для предстоящего планирования. Полученные данные обрабатываются и определяется положение имплантатов. Хирург, используя специально разработанное программное обеспечение, планирует имплантаты на основе ортопедических концепций с учетом анатомической морфологии. После завершения планирования хирургической части создается хирургический шаблон CAD / CAM для установки зубов. Хирургическая шина на слизистой оболочке обеспечивает точное размещение имплантата в пациенте. Параллельно с этим этапом создается новый протез с опорой на имплант.

Зубной техник, используя данные, полученные в результате предыдущих сканирований, создает модель, представляющую ситуацию после установки имплантата. Ортопедические составы, абатменты уже изготовлены заводским способом. Можно выбрать длину и наклон. Абатменты прикрепляются к модели в положении, соответствующем ортопедической ситуации. Регистрируется точное положение абатментов. Теперь зубной техник может изготовить протез.

Подгонка хирургической шины подтверждена клинически. После этого шина прикрепляется с помощью трехточечной системы опорных штифтов. Перед установкой рекомендуется промыть химическим дезинфицирующим средством. Штифты вводятся через определенные оболочки от вестибулярной до оральной стороны челюсти. Следует учитывать анатомию связок, и при необходимости можно добиться декомпенсации с минимальным хирургическим вмешательством. Правильная подгонка шаблона имеет решающее значение и должна поддерживаться на протяжении всего лечения. Независимо от упругости слизистой оболочки, правильное и стабильное прикрепление достигается за счет фиксации костей. Доступ к челюсти теперь возможен только через гильзы, встроенные в хирургический шаблон. С помощью специальных боров через рукава удаляют слизистую. Каждый используемый бор имеет втулку, совместимую с втулками в шаблоне, что обеспечивает достижение конечного положения, но невозможность дальнейшего продвижения альвеолярного гребня. Дальнейшая процедура очень похожа на традиционную установку имплантата. Пилотное отверстие просверливается и затем расширяется. Окончательно устанавливаются имплантаты с помощью шины. После этого шину можно снимать.

С помощью регистрационного шаблона абатменты могут быть прикреплены к имплантатам в определенном положении. Одновременно следует подключать не менее пары абатментов, чтобы избежать расхождений. Важным преимуществом этой техники является параллельное расположение абатментов. Радиологический контроль необходим для проверки правильности установки и соединения имплантата и абатмента.

На следующем этапе абатменты закрываются золотыми коническими колпачками, которые представляют собой вторичные коронки. При необходимости переход золотых колпачков на слизистую оболочку можно изолировать с помощью колец из резины.

Новый протез соответствует обычному полному протезу, но в основе есть полости, позволяющие установить вторичные коронки. Протез контролируется в терминальном положении и при необходимости корректируется. Полости заполняются самоотверждающимся цементом, и протез устанавливается в конечное положение. После процесса самоотверждения золотые колпачки окончательно фиксируются в полостях протеза, и теперь протез можно отсоединить. Излишки цемента могут быть удалены, и могут потребоваться некоторые коррекции, такие как полировка или заполнение вторичных коронок. Новый протез устанавливается с использованием конструкции телескопических двуконусных коронок. В конечном положении протез застегивается на абатментах, чтобы обеспечить надежную фиксацию.

На этом же сидении пациенту устанавливают имплантаты и протез. Промежуточный протез не требуется. Объем операции сведен к минимуму. Из-за наложения шины не требуется отражения мягких тканей. Пациент испытывает меньше кровотечений, отеков и дискомфорта. Также избегаются такие осложнения, как травмы соседних структур. Использование трехмерной визуализации на этапе планирования обеспечивает надежную связь между хирургом, стоматологом и зубным техником, а любые проблемы можно легко обнаружить и устранить. Каждый специалист сопровождает все лечение, и можно наладить взаимодействие. Поскольку конечный результат уже спланирован и все хирургические вмешательства проводятся в соответствии с первоначальным планом, возможность любого отклонения сведена к минимуму. Учитывая эффективность первоначального планирования, вся продолжительность лечения короче любых других лечебных процедур.

Компьютерная ЛОР-хирургия

Хирургия под визуальным контролем и КАС в ЛОР обычно состоят из навигации по данным предоперационного изображения, таким как КТ или КТ с коническим лучом, чтобы помочь найти или избежать анатомически важных областей, таких как зрительный нерв или отверстие в лобных пазухах. Для использования в хирургии среднего уха в некоторой степени применялась роботизированная хирургия, поскольку требовалась высокая точность действий.

Компьютерная ортопедическая хирургия (CAOS)

Применение роботизированной хирургии широко распространено в ортопедии, особенно при рутинных вмешательствах, таких как полная замена тазобедренного сустава или установка транспедикулярного винта во время спондилодеза. Это также полезно для предварительного планирования и определения правильного анатомического положения смещенных костных фрагментов при переломах, обеспечивая хорошую фиксацию путем остеосинтеза , особенно для неправильно ротированных костей. Ранние системы CAOS включают HipNav , OrthoPilot и Praxim. Недавно для процедур артропластики бедра были разработаны мини-оптические средства навигации под названием Intellijoint HIP .

Компьютерная висцеральная хирургия

С появлением компьютерной хирургии большой прогресс был достигнут в общей хирургии в направлении минимально инвазивных подходов. Лапароскопия в абдоминальной и гинекологической хирургии является одним из преимуществ, позволяя хирургическим роботам выполнять рутинные операции, такие как колецистэктомия или даже гистерэктомия. В кардиохирургии общие системы управления могут выполнять замену митрального клапана или желудочковую стимуляцию с помощью небольших торакотомий. В урологии хирургические роботы внесли свой вклад в лапароскопические доступы для пиелопластики, нефрэктомии или вмешательств на простате.

Компьютерные кардиологические вмешательства

Применения включают фибрилляцию предсердий и сердечную ресинхронизирующую терапию. Для планирования процедуры используется предоперационная МРТ или КТ. Предоперационные изображения, модели или информация о планировании могут быть зарегистрированы на интраоперационном рентгеноскопическом изображении для управления процедурами.

Компьютерная радиохирургия

Радиохирургия также включает передовые роботизированные системы. CyberKnife — это такая система, в которой на манипуляторе робота установлен легкий линейный ускоритель. Его направляют на опухолевые процессы с использованием структур скелета в качестве системы отсчета (система стереотаксической радиохирургии). Во время процедуры рентгеновские лучи в реальном времени используются для точного позиционирования устройства перед подачей луча излучения. Робот может компенсировать дыхательные движения опухоли в реальном времени.

Преимущества проведения операций в МЕДСИ

Опытные хирурги. Наши специалисты располагают необходимыми знаниями и навыками для проведения различных вмешательств. Врачи повышают квалификацию, проходят обучение в известных центрах и осваивают новые методики терапии. Это позволяет им не допускать ошибок и достигать высокой точности всех манипуляций
Современные установки. Мы используем оборудование экспертного класса и постоянно следим за его техническим состоянием
Индивидуальный подход к пациентам. При принятии решения об операции роботом наши специалисты оценивают состояние больного, его особенности, имеющиеся показания, сопутствующие заболевания и другие важные факторы
Возможности для выполнения широкого перечня вмешательств. В нашу клинику вы можете обратиться для проведения операций в различных направлениях
Качественная диагностика перед вмешательством. Операции проводятся только после комплексного обследования
Обеспечение реабилитации пациентов. Мы заботимся о полноценном восстановлении больного в комфортных для него условиях
Комфорт и доступность услуг. Мы предоставляем медицинскую поддержку, отличающуюся оптимальным сочетанием качества и цены. Благодаря удобному расположению клиник к нам могут обратиться жители любых районов Москвы. Не удивительно, что нас рекомендуют знакомым и близким

Если вы планируете операцию роботом в Москве в клинике МЕДСИ, позвоните по номеру или оставьте заявку через приложение SmartMed. Наш специалист ответит на все вопросы и запишет на консультацию к врачу в удобное время.

Главный специалист МЕДСИ по профилю «Урология», врач – уролог-андролог, врач-онкоуролог, врач-урогинеколог МЕДСИ Premuim

Врач высшей квалификационной категории, профессор, доктор медицинских наук