Удаленная хирургия (также известная как телехирургия ) - это возможность врача провести операцию на пациенте, даже если он физически находится в другом месте. Это форма телеприсутствия . Хирургическая система робота обычно состоит из одной или нескольких рук (управляемых хирургом), главного контроллера (консоли) и сенсорной системы, обеспечивающей обратную связь с пользователем. [1] [2] Удаленная хирургия сочетает в себе элементы робототехники , передовые коммуникационные технологии, такие как высокоскоростные передачи данных, и элементы информационных систем управления . В то время как область роботизированной хирургиидовольно хорошо установлено, большинство этих роботов контролируются хирургами на месте операции. Удаленная хирургия - это, по сути, продвинутая удаленная работа для хирургов, когда физическое расстояние между хирургом и пациентом менее важно. Это обещает, что опыт специализированных хирургов станет доступным для пациентов по всему миру, без необходимости для пациентов выезжать за пределы своей местной больницы.
Хирургические системы
Хирургические роботизированные системы были разработаны от первой функциональной телехирургической системы - ZEUS - до хирургической системы да Винчи , которая в настоящее время является единственной коммерчески доступной хирургической роботизированной системой. В Израиле компанию основал профессор Моше Шохам с факультета машиностроения Техниона . Эти роботы, используемые в основном для хирургии «на месте», помогают хирургу визуально, с большей точностью и меньшей инвазивностью для пациентов. [1] [2] Хирургическая система Да Винчи также была объединена в систему Dual Da Vinci, которая позволяет двум хирургам одновременно работать с пациентом. Система дает хирургам возможность управлять разными руками, переключать руки в любой момент и общаться через гарнитуры во время операции. [3]
Расходы
Робот-хирургическая система ZEUS, продаваемая за 975 000 долларов, была дешевле, чем хирургическая система da Vinci , которая стоила 1 миллион долларов. Стоимость операции с помощью телехирургии не является точной, но необходимо оплатить хирургическую систему, хирурга и внести свой вклад в оплату годовой стоимости технологии банкоматов, которая стоит от 100 000 до 200 000 долларов. [ необходима ссылка ] [4]
Операция Линдберга
Первая настоящая и полная удаленная операция была проведена 7 сентября 2001 года через Атлантический океан, когда французский хирург (доктор Жак Мареско ) в Нью-Йорке выполнил холецистэктомию 68-летней пациентке, находящейся в 6230 км от Страсбурга , Франция. . Она получила название «Операция Линдберг». [5] после первого трансатлантического перелета Чарльза Линдберга из Нью-Йорка в Париж. France Telecom предоставила резервные оптоволоконные линии ATM для минимизации задержек и оптимизации связи, а Computer Motion предоставила модифицированную роботизированную систему Zeus. После клинической оценки полного решения в июле 2001 года операция на человеке была успешно завершена 7 сентября 2001 года. [6]
Успех и раскрытие процедуры побудили команду роботов использовать ту же технологию в Канаде, на этот раз с использованием общедоступного Интернета Bell Canada между Гамильтоном, Онтарио и Норт-Бей, Онтарио (расстояние около 400 километров). В то время как Линдберг использовал самую дорогую волоконно-оптическую связь ATM для обеспечения надежности и успеха первой телехирургии, последующие процедуры в Канаде использовали стандартный общедоступный Интернет, который был обеспечен QOS с использованием MPLS QOS-MPLS . Был проведен ряд сложных лапароскопических процедур, при которых в этом случае опытный клиницист поддерживал менее опытного хирурга, оперирующего своего пациента. Это привело к тому, что пациенты получили наилучшую возможную помощь, оставаясь в своем родном городе, менее опытный хирург получил ценный опыт, а опытный хирург поделился своими знаниями без командировок. Целью команды роботов было перейти от доказательства концепции Линдберга к реальному решению. Это было достигнуто с помощью более 20 сложных лапароскопических операций между Гамильтоном и Норт-Бей.
Приложения
После операции «Линдберг» удаленная хирургия проводилась много раз во многих местах. На сегодняшний день доктор Анвари, лапароскопический хирург из Гамильтона , Канада, провел множество удаленных операций на пациентах в Норт-Бэй , городе в 400 км от Гамильтона. [7] Несмотря на то, что он использует VPN через неспециализированное оптоволоконное соединение, которое разделяет полосу пропускания с обычными телекоммуникационными данными, у доктора Анвари не было никаких проблем с подключением во время процедур. [ необходима цитата ]
Быстрое развитие технологий позволило удаленным хирургическим кабинетам стать узкоспециализированными. В Центре передовых хирургических технологий в Mt. Больница Синай в Торонто , Канада, хирургическая комната реагирует на голосовые команды хирурга, чтобы управлять разнообразным оборудованием в операционном поле, включая освещение в операционной, положение операционного стола и сами хирургические инструменты . При постоянном развитии коммуникационных технологий, доступности большей пропускной способности и более мощных компьютеров простота и экономическая эффективность развертывания удаленных хирургических отделений, вероятно, быстро возрастут.
Возможность проецировать знания и физические навыки хирурга на большие расстояния имеет много преимуществ. По этой теме ведутся серьезные исследования. Вооруженные силы имеют очевидный интерес, поскольку сочетание телеприсутствия, дистанционного управления и телеробототехники потенциально может спасти жизни погибших в боях, оказывая им немедленную помощь в мобильных операционных .
Еще одно потенциальное преимущество выполнения операций роботами - точность. В исследовании, проведенном в больнице Гая в Лондоне , Англия, сравнивали успешность операций на почках у 304 пациентов-пустышек, проводимых как традиционно, так и дистанционно, и обнаруживали, что операции, проводимые с использованием роботов, были более успешными в точном выявлении камней в почках . [8]
В 2015 году был проведен еще один тест на время задержки роботизированной хирургии. Больница Флориды успешно проверила время задержки, созданное Интернетом для имитации роботизированной хирургии в Ft. Уорт, штат Техас, более чем в 1200 милях от хирурга, который был за виртуальным контролем. Команда выяснила, что время задержки в роботизированных операциях было незначительным. Роджер Смит, технический директор Центра Николсона больницы Флориды, сказал, что команда пришла к выводу, что телехирургия - это то, что возможно и в целом безопасно для больших территорий в Соединенных Штатах. [9] [10]
Роботизированная хирургия без посторонней помощи
Поскольку методы опытных хирургов изучаются и хранятся в специальных компьютерных системах, однажды роботы смогут выполнять операции практически без участия человека. Карло Паппоне, итальянский хирург, разработал программу, которая использует данные, полученные от нескольких хирургов и тысяч операций, для выполнения операции без вмешательства человека. [11] [ ненадежный источник? ] Это может в один прекрасный день сделать дорогостоящие и сложные операции более доступными даже для пациентов в регионах, которые традиционно не имели надлежащих медицинских учреждений.
Силовая обратная связь и временная задержка
Способность выполнять тонкие манипуляции во многом зависит от обратной связи. Например, легко узнать, какое давление требуется для обработки яйца. В роботизированной хирургии хирурги должны уметь воспринимать прилагаемую силу, не касаясь непосредственно хирургических инструментов. Для моделирования этого были разработаны системы, известные как силовая обратная связь или тактильная технология . Тактильные ощущения - это наука о прикосновении. Любой тип тактильной обратной связи обеспечивает ответную реакцию против прикосновения руки. Тактильные технологии в телехирургии, создающие виртуальное изображение пациента или разреза, позволят хирургу не только почувствовать, над чем он работает, но и увидеть, над чем он работает. Эта технология предназначена для того, чтобы дать хирургу возможность чувствовать сухожилия и мышцы, как если бы это было тело пациента. [12] [13] Однако эти системы очень чувствительны к задержкам, например, в сетях, используемых в удаленной хирургии.
Восприятие глубины
Возможность измерить глубину разреза имеет решающее значение. Люди бинокулярное зрение делает это легко в трехмерной среде. Однако это может быть намного сложнее, когда изображение отображается на плоском экране компьютера.
Возможное использование
Одним из возможных вариантов использования удаленной хирургии является проект Trauma-Pod, разработанный военными США в рамках Агентства перспективных исследований Министерства обороны США. Эта система предназначена для оказания помощи раненым солдатам на поле боя с использованием навыков удаленного медицинского персонала.
Другой возможностью в будущем может стать использование удаленной хирургии во время длительных миссий по исследованию космоса.
Ограничения
На данный момент удаленная хирургия не является широко распространенной технологией, отчасти потому, что она не пользуется спонсорской поддержкой со стороны правительства. [14] Прежде чем принять его в более широком масштабе, необходимо будет решить многие вопросы. Например, должны быть разработаны установленные клинические протоколы, обучение и глобальная совместимость оборудования. Еще одно технологическое ограничение - это риск нарушения связи (взлом). [15] Кроме того, по-прежнему необходимо присутствие анестезиолога и резервного хирурга на случай нарушения связи или сбоя в работе робота. Тем не менее операция «Линдберг» доказала, что сегодня существует технология, позволяющая оказывать квалифицированную помощь в отдаленных районах земного шара.
Смотрите также
- Вальдо (новелла) от Роберта Хайнлайна .
Рекомендации
- ^ a b Шандор, Йожеф; Хайдеггер, Тамас; Беньо, Золтан (2012). «Хирургия в космосе: будущее роботизированной телехирургии». Хирургическая эндоскопия . 26 (1): 681–690.
- ^ a b Интуитивная хирургия. 2012. "Хирургическая система Да Винчи". Интуитивный хирургический. http://www.intuitivesurgical.com/products/davinci_surgical_system/ .
- ^ Ханли, Миллер; Кумар, Кост-Маньер; Таламини, Аврора; Шенкман (2006). «Консоль наставничества улучшается» . J Laparoendosc Расшир Surg Технология . 16 (5): 445–451. DOI : 10,1089 / lap.2006.16.445 . PMID 17004866 .
- ^ Моррис, Б. (2005). «Роботизированная хирургия: приложения, ограничения и влияние на хирургическое образование» . MedGenMed . 7 (3): 72. PMC 1681689 . PMID 16369298 .
- ^ «IST - Ваши специалисты по телемедицине (телемедицина) и телехирургии (телехирургия), включая медицинских роботов и робототехнику в целом» .
- ^ Видео с мероприятий: http://www.intersurgtech.com/media.html
- ^ «Доктор Мехран Анвари» . Центр хирургических изобретений и инноваций . Проверено 19 августа +2016 .
- ^ Ревилл, Джо (5 октября 2002 г.). « „ Remote“хирургия поворотная точка» . Хранитель .
- ^ «Время задержки больничных тестов для удаленной хирургии на расстоянии 12 000 миль» . Сырая наука . 15 июля 2015 . Проверено 20 сентября 2017 года .
- ^ Мириан, Лукас. «Больничные тесты для роботизированной хирургии отстают от врача на расстоянии 1200 миль» . Компьютерный мир . Проверено 20 сентября 2017 года .
- ^ Робот успешно завершил журнал "Цифровая хирургия сердца без посторонней помощи" @ dlmag.com
- ^ Мерфи, Чалакомб; Хан; Дасгупта (2006). «Робототехника в урологии» . Последипломный медицинский журнал . 82 (973): 743–747. DOI : 10.1136 / pgmj.2006.048140 . PMC 2660512 . PMID 17099094 .
- ^ Immersion Corporation. 2012. «Тактильные технологии».
- ↑ Розен, Джейкоб, Блейк Ханнафорд и Ричард М. Сатава. 2010. Хирургическая робототехника: системные приложения и видение. Springer.
- ^ Исследователи захватывают дистанционно управляемого хирургического робота: угрозы взлома удаленной хирургии, Computerworld, 27 апреля 2015 г. https://www.computerworld.com/article/2914741/researchers-hijack-teleoperated-surgical-robot-remote-surgery-hacking-threats.html .
Внешние ссылки
- BBC News SCI / TECH - Первая трансатлантическая хирургия