Дистанционная хирургия
Дистанционная хирургия (также известная как киберхирургия или телехирургия ) — это возможность врача выполнить 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 высокоскоростная передача данных, и элементы информационных систем управления . Хотя область роботизированной хирургии достаточно 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 системы
[ редактировать ]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 Da Vinci 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]
Затраты
[ редактировать ]продававшаяся по цене 975 000 долларов, Роботизированная хирургическая система ZEUS, 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]
Операция Линдберга
[ редактировать ]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 . Она получила название «Операция Линдберг». [5] после Чарльза Линдберга новаторского трансатлантического перелета 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 чем 20 сложных лапароскопических операций между Гамильтоном и Норт-Бэй.
Приложения
[ редактировать ]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 он использует VPN через невыделенное оптоволоконное соединение, которое разделяет полосу пропускания с обычными телекоммуникационными данными, у доктора Анвари не возникло никаких проблем с подключением во время процедур. [ нужна ссылка ]
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 , позволяя управлять разнообразным 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]
Роботизированная хирургия без посторонней помощи
[ редактировать ]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.
Силовая обратная связь и задержка времени
[ редактировать ]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. системы, известные как силовая обратная связь или тактильная технология Для имитации этого были разработаны . 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, тем, которые присутствуют в сетях, используемых в удаленной хирургии.
Восприятие глубины
[ редактировать ]Умение измерить глубину разреза имеет решающее значение. человека Бинокулярное зрение позволяет легко это сделать в трехмерной среде. Однако это может быть намного сложнее, если изображение представлено на плоском экране компьютера.
Возможное использование
[ редактировать ]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.
Ограничения
[ редактировать ]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] Также сохраняется необходимость присутствия 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.
См. также
[ редактировать ]- Уолдо (рассказ) Роберта А. Хайнлайна .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Шандор, Йожеф; Хайдеггер, Тамаш; Беньо, Золтан (2012). «Хирургия в космосе: будущее роботизированной телехирургии». Хирургическая эндоскопия . 26 (1): 681–690.
- ^ Перейти обратно: а б Интуитивная хирургия. 2012. «Хирургическая система Да Винчи». Интуитивная хирургия. http://www.intuitivesurgical.com/products/davinci_surgical_system/ .
- ^ Хэнли, Миллер; Кумар, Кост-Маньер; Таламини, Аврора; Шенкман (2006). «Улучшение консоли наставничества». J Laparoendosc Adv Surg Tech A. 16 (5): 445–451. дои : 10.1089/lap.2006.16.445 . ПМИД 17004866 . S2CID 13155829 .
- ^ Моррис, Б. (2005). «Роботизированная хирургия: применение, ограничения и влияние на хирургическое образование» . МедГенМед . 7 (3):72. ПМК 1681689 . ПМИД 16369298 .
- ^ «IST — Ваши специалисты по телемедицине (Telemedicine) и телехирургии (Telesurgery), включая медицинских роботов и робототехнику в целом» .
- ^ Видео о мероприятиях: http://www.intersurgtech.com/media.html.
- ^ «Доктор Мехран Анвари» . Центр хирургических изобретений и инноваций. Архивировано из оригинала 4 сентября 2016 года . Проверено 19 августа 2016 г.
- ^ Ревилл, Джо (5 октября 2002 г.). « Переломный момент в «дистанционной» хирургии» . Хранитель .
- ^ «Больничные тесты отстают от дистанционной хирургии на расстоянии 12 000 миль» . Сырая наука . 15 июля 2015 года . Проверено 20 сентября 2017 г.
- ^ Мериан, Лукас. «Больничные испытания отстают от роботизированной хирургии на расстоянии 1200 миль от врача» . Компьютерный мир . Проверено 20 сентября 2017 г.
- ^ «Робот успешно выполнил операцию на сердце без посторонней помощи. Журнал Digital Lifestyle @ dlmag.com» . 20 августа 2006 г. Архивировано из оригинала 20 августа 2006 г.
- ^ Мерфи, Чаллакомб; Хан; Дасгупта (2006). «Роботизированные технологии в урологии» . Последипломный медицинский журнал . 82 (973): 743–747. дои : 10.1136/pgmj.2006.048140 . ПМК 2660512 . ПМИД 17099094 .
- ^ Корпорация погружения. 2012. «Тактильные технологии».
- ^ Розен, Джейкоб, Блейк Ханнафорд и Ричард М. Сатава. 2010. Хирургическая робототехника: системные применения и перспективы. Спрингер.
- ^ Исследователи захватили хирургического робота с дистанционным управлением: 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
[ редактировать ]