Дистанционная хирургия (также известная как киберхирургия или телехирургия ) — это возможность врача выполнять операцию пациенту, даже если он физически не находится в одном и том же месте. Это форма телеприсутствия . Роботизированная хирургическая система обычно состоит из одной или нескольких рук (управляемых хирургом), главного контроллера (консоли) и сенсорной системы, дающей обратную связь пользователю. [1] [2] Дистанционная хирургия сочетает в себе элементы робототехники , телекоммуникаций , таких как высокоскоростное соединение для передачи данных, и элементы информационных систем управления . Хотя область роботизированной хирургии довольно хорошо развита, большинством этих роботов управляют хирурги в месте проведения операции. Дистанционная хирургия — это удаленная работа хирургов, при которой физическое расстояние между хирургом и пациентом имеет меньшее значение. Он обещает сделать опыт специализированных хирургов доступным для пациентов по всему миру без необходимости выезжать за пределы местной больницы.
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 операций «на месте», помогают хирургу визуально, обеспечивая большую точность и меньшую инвазивность для пациентов. [1] [2] Хирургическая система Да Винчи также была объединена в систему Dual Da Vinci, которая позволяет двум хирургам работать вместе над пациентом одновременно. Система дает хирургам возможность управлять различными руками, переключать команды руками в любой момент и общаться через гарнитуру во время операции. [3]
Роботизированная хирургическая система ZEUS , продававшаяся по цене 975 000 долларов, была дешевле, чем хирургическая система да Винчи , которая стоила 1 миллион долларов. Стоимость операции посредством телехирургии не точна, но она должна оплатить хирургическую систему, хирурга, а также внести свой вклад в оплату годовой стоимости технологии банкомата, которая стоит от 100 000 до 200 000 долларов. [ нужна ссылка ] [4]
Первая настоящая и полная дистанционная операция была проведена 7 сентября 2001 года через Атлантический океан: французский хирург (доктор Жак Мареско ) в Нью-Йорке выполнил холецистэктомию 68-летней пациентке в 6230 км от Страсбурга . Франция . Операция получила название «Операция Линдберг» [5] в честь новаторского трансатлантического перелета Чарльза Линдберга из Нью-Йорка в Париж. France Telecom предоставила резервные оптоволоконные линии банкоматов для минимизации задержек и оптимизации соединения, а Computer Motion предоставила модифицированную роботизированную систему Zeus. После клинической оценки полного решения в июле 2001 г. операция на человеке была успешно завершена 7 сентября 2001 г. [6]
Успех и разоблачение процедуры побудили команду роботов использовать ту же технологию в Канаде, на этот раз используя общедоступный Интернет Bell Canada между Гамильтоном, Онтарио, и Норт-Бэй, Онтарио (расстояние около 400 километров). В то время как в операции «Линдберг» использовалась самая дорогая оптоволоконная связь ATM для обеспечения надежности и успеха первой телехирургии, последующие процедуры в Канаде использовали стандартный общедоступный Интернет, который обеспечивался QOS с использованием MPLS QOS-MPLS . Была проведена серия сложных лапароскопических процедур, где в этом случае опытный врач поддерживал менее опытного хирурга, оперирующего своего пациента. В результате пациенты получали наилучшую возможную помощь, оставаясь в своем родном городе, менее опытные хирурги получали ценный опыт, а опытные хирурги предоставляли свои знания без поездок. 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-Бэй.
После операции «Линдберг» дистанционные операции проводились много раз во многих местах. На сегодняшний день доктор Анвари, хирург -лапароскопист из Гамильтона , Канада, провел множество дистанционных операций пациентам в Норт-Бэй , городе в 400 километрах от Гамильтона. [7] Несмотря на то, что доктор Анвари использует VPN через невыделенное оптоволоконное соединение, которое разделяет полосу пропускания с обычными телекоммуникационными данными, во время процедур у доктора Анвари не возникло никаких проблем с подключением. [ нужна цитата ]
Быстрое развитие технологий позволило удаленным хирургическим кабинетам стать узкоспециализированными. В Центре передовых хирургических технологий больницы Маунт-Синай в Торонто , Канада, операционная комната реагирует на голосовые команды хирурга , что позволяет управлять различным оборудованием на хирургическом участке, включая освещение в операционной, положение операционный стол и сами хирургические инструменты . Благодаря продолжающемуся развитию коммуникационных технологий, доступности большей пропускной способности и более мощных компьютеров простота и экономическая эффективность развертывания удаленных хирургических отделений, вероятно, будет быстро возрастать.
Возможность передавать знания и физические навыки хирурга на большие расстояния имеет много преимуществ. По этому вопросу ведутся серьезные исследования. Вооруженные силы имеют очевидный интерес, поскольку сочетание телеприсутствия , телеоперации и телеробототехники потенциально может спасти жизни раненых в боях, обеспечивая им своевременную помощь в мобильных операционных .
Еще одним потенциальным преимуществом проведения операций роботами является точность. Исследование, проведенное в больнице Гая в Лондоне , Англия, сравнило успех операций на почках у 304 пациентов-манекенов, проведенных традиционным и дистанционным способом, и обнаружило, что операции, проведенные с использованием роботов, были более успешными в точном удалении камней в почках . [8]
В 2015 году было проведено еще одно исследование времени задержки, связанное с роботизированной хирургией. Больница Флориды успешно протестировала время задержки, созданное Интернетом, для симуляции роботизированной хирургии в Форт-Джонсе. Уорт, штат Техас, более чем в 1200 милях от хирурга, который находился за виртуальным управлением. Команда обнаружила, 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]
Поскольку методы опытных хирургов изучаются и хранятся в специальных компьютерных системах, однажды роботы смогут выполнять операции с минимальным участием человека или вообще без него. Карло Паппоне, итальянский хирург, разработал программу, которая использует данные, собранные от нескольких хирургов и тысяч операций, для выполнения операции без вмешательства человека. [11] [ ненадежный источник? ] Однажды это может сделать дорогие и сложные операции более доступными, даже для пациентов в регионах, где традиционно не было надлежащих медицинских учреждений.
Возможность выполнять тонкие манипуляции во многом зависит от обратной связи. Например, легко узнать, какое давление необходимо, чтобы взять яйцо. В роботизированной хирургии хирурги должны иметь возможность воспринимать величину приложенной силы, не прикасаясь напрямую к хирургическим инструментам. Для имитации этого были разработаны системы, известные как силовая обратная связь или тактильная технология . Гаптика – это наука о осязании. Любой тип тактильной обратной связи обеспечивает силу реагирования на прикосновение руки. Тактильные технологии в телехирургии, создающие виртуальное изображение пациента или разреза, позволят хирургу видеть, над чем он работает, а также чувствовать это. Эта технология предназначена для того, чтобы дать хирургу возможность чувствовать сухожилия и мышцы так, как будто это на самом деле тело пациента. [12] [13] Однако эти системы очень чувствительны к временным задержкам, например, присутствующим в сетях, используемых в удаленной хирургии.
Умение измерить глубину разреза имеет решающее значение. Бинокулярное зрение человека позволяет легко это сделать в трехмерной среде. Однако это может оказаться гораздо сложнее, если изображение представлено на плоском экране компьютера.
Одним из возможных вариантов применения дистанционной хирургии является проект Trauma-Pod, задуманный военными США под эгидой Агентства передовых оборонных исследований. Эта система предназначена для оказания помощи раненым солдатам на поле боя за счет использования навыков удаленного медицинского персонала.
Другой возможностью в будущем может стать использование дистанционной хирургии во время длительных миссий по исследованию космоса.
На данный момент дистанционная хирургия не является широко распространенной технологией, отчасти потому, что она не спонсируется правительством. [14] Прежде чем его принять в более широком масштабе, необходимо будет решить множество вопросов. Например, установление безопасных и очень быстрых соединений между двумя площадками, установление клинических протоколов, обучение и глобальная совместимость оборудования. Еще одним технологическим ограничением является риск вмешательства в коммуникацию (взлома). [15] Кроме того, по-прежнему необходимо присутствие анестезиолога и резервного хирурга на случай нарушения связи или неисправности робота. Тем не менее, операция «Линдберг» доказала, что сегодня существуют технологии, позволяющие оказывать квалифицированную помощь в отдаленных уголках земного шара.
