Телехирургия: особенности, возможности, преимущества и проблемы

Компьютерная хирургия представляет собой хирургическую концепцию и набор методов, которые применяют компьютерные технологии для предоперационного планирования, а также направления и выполнения хирургических вмешательств. Компьютерная хирургия является ведущим фактором развития роботизированной хирургии.

Телехирургия – процедура, выполняемая удаленно. Хирургические задачи решаются непосредственно с помощью роботизированной системы, управляемой хирургом на удаленном узле.

Компьютерная хирургия

Наиболее важным компонентом для компьютерной хирургии является разработка точной модели пациента. Это может осуществляться через ряд медицинских технологий обработки изображений, включая компьютерную томографию, магнитно-резонансную томографию, рентген, ультразвук и многое другое. Для генерации модели анатомической области, ее необходимо отсканировать и загрузить в компьютерную систему. Можно использовать множество методов сканирования с наборами данных в сочетании с методами слияния данных. Конечная цель заключается в создании 3D-массива данных, который воспроизводит точную геометрическую ситуацию нормальных и патологических тканей и структур нужной области. Из доступных методов сканирования, предпочтительным является КТ, так как наборы данных МРТ имеют объемные деформации, которые могут привести к неточностям. Контрасты 3D-массива данных (с десятками миллионов пикселей) обеспечивают детализацию мягких структур и твердых тканей и, таким образом, позволяют компьютеру различать ткани и структуры.

Анализ изображений включает в себя манипуляции с 3D-моделями и извлечение соответствующей информации из данных. Используя различные уровни контрастности образов тканей, модель может быть изменена, чтобы показать жесткие структуры, например, артерии или вены.

Использование специализированного программного обеспечения, позволяет собранный набор данных представить в виде виртуальной 3D-модели, и этой моделью можно легко манипулировать, чтобы обеспечить вид с любого угла и на любой глубине в пределах объема. Таким образом, хирург может лучше оценить состояние дел и установить более точный диагноз. Кроме того, хирургическое вмешательство включает планирование и моделирование практически до фактической операции. С помощью специального программного обеспечения, хирургический робот будет запрограммирован для выполнения запланированных действий во время фактического хирургического вмешательства.

Хирургическая навигация

В компьютеризированной хирургии, фактическое вмешательство определяется как хирургическая навигация и состоит из взаимосвязанных действий хирурга и хирургического робота (который был запрограммирован на выполнение определенных действий во время процедуры предоперационного планирования). Хирургический робот представляет собой механическое устройство (обычно выглядит как манипулятор), которое управляется компьютером. Роботизированная хирургия делится на три типа, в зависимости от степени взаимодействия хирурга во время процедуры: с наблюдательным управлением, телехирургия, и с разделяемым управлением. В первом случае процедура выполняется исключительно роботом, который исполняет заранее запрограммированные действия. Телехирургия требует манипулирования роботизированной рукой во время процедуры без программирования каких-либо действий. В системах с разделяемым управлением хирург проводит процедуру с использованием робота, который предлагает установленные манипуляции. В большинстве случаев рабочий режим может быть выбран для каждого отдельного вмешательства, в зависимости от сложности операции и хирургических особенностей.

Особенности телехирургии

Телехирургия стала возможной с появлением лапароскопической хирургии в конце 80-х годов прошлого века. Лапароскопия (минимально инвазивная хирургия) – это хирургическая процедура, в которой лапароскоп и другие инструменты вводятся в брюшную полость через небольшие разрезы. Внутреннее рабочее поле может затем быть визуализировано на видеоэкране, подключенном к области действия. В некоторых случаях этот метод может быть использован вместо более инвазивных хирургических процедур, которые требуют более широких разрезов и более длительного времени восстановления.

В начале 2000-х годов появилось несколько проектов, исследующих возможность и практичность телехирургии, все они имели успех в выполнении полных хирургических процедур на больных людях на расстоянии.

Где используются компьютерная и телехирургия

Компьютерная хирургия и телехирургия являются началом революции в традиционных операционных методах. 

Телехирургия была использована впервые в нейрохирургии и позволила достичь более высокого уровня развития в микрохирургии мозга компенсацией физиологического тремора хирурга, повышенной точностью и точностью вмешательства. Телехирургия открыла новые горизонты для минимально инвазивной хирургии мозга, снизив риск послеоперационных осложнений и случайных повреждений соседних нейроцентров.

Компьютерная навигация – это современный хирургический подход в ортогнатической хирургии (коррекция аномалий челюстей и черепа), в хирургии височно-нижнечелюстного сустава и реконструкции середины лица.

Роботизированная хирургия подходит для большинства потребностей хирурга в областях с ограниченным хирургическим доступом, требующих высокой точности действий, таких, как хирургия среднего уха.

Применение роботизированной хирургии широко распространена в ортопедии, особенно в таких областях, как тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава.

С появлением компьютерной техники большие изменения произошли в общей хирургии с минимально инвазивными подходами. Лапароскопия брюшной полости и гинекологическая хирургия являются одними из бенефициаров, позволяя хирургическим роботам выполнение рутинных операций. В сердечно-сосудистой хирургии общие системы управления могут выполнять операции на митральном клапане или желудочковую стимуляция. В урологии, хирургические роботы способствовали применению лапароскопических подходов в пиелопластике и нефрэктомии.

Радиохирургия также включает сегодня в себя передовые робототехнические системы. Кибернож – аппарат с линейным ускорителем, установленным на роботизированной руке. Кибернож чаще всего применяется при опухолях.

Преимущества компьютеризированного хирургии

Компьютерная хирургия позволяет гораздо лучше визуализировать операционное поле, и более точно исполнять предоперационную диагностику. Хирург может легко оценить большинство трудностей и рисков, и иметь четкое представление о том, как оптимизировать хирургический подход. Во время операции компьютер повышает геометрическую точность хирургических жестов и снижает избыточность движений хирурга, что значительно улучшает эргономику и уменьшает риск ошибок.

Компьютерная хирургия имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционной лапароскопией. Компьютерный интерфейс обеспечивает фильтрацию дрожания рук хирурга, а двух- и трехмерная визуализация операционного поля возможна для выполнения любого маневра.

Проблемы компьютерной телехирургии

Телехирургия на больших расстояниях имеет одно основное препятствие, которое может привести к катастрофическим результатам во время операции, временную задержку. Задержки визуализации рабочего поля могут составлять миллисекунды или даже секунды от режима реального времени. Исследования показывают, что задержка более чем на 150-200 миллисекунд была бы чревата; а ведь спутниковая передача, например, имеет задержку более чем в 600 миллисекунд.

Сценарий с двумя хирургами, ведущим и ведомым, и другие методы, в конечном итоге, позволяют провести некоторые минимально инвазивные процедуры. Другие возможные области применения телехирургии включают в себя: обучение хирургов, оказание помощи и подготовки менее опытным хирургам, лечение раненых солдат на территории или вблизи поля боя, выполнение хирургических процедур в космосе.

Автор статьи: Валерий Викторов, «Портал Московская медицина»©

Отказ от ответственности: Информация, представленная в этой статье про телехирургию, предназначена только для информирования читателя. Она не может быть заменой для консультации профессиональным медицинским работником.