Удаленная хирургия - Remote surgery

Удаленная хирургия (также известен как телехирургия) - это способность врача выполнять хирургия на пациенте, даже если он физически не находится в одном месте. Это форма телеприсутствие. 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 робототехника, передовой коммуникационные технологии такие как высокоскоростные передачи данных и элементы Информационные системы управления. В то время как поле роботизированная хирургия довольно хорошо установлено, большинство этих роботов контролируются хирургами на месте операции. Удаленная хирургия существенно продвинулась дистанционная работа для хирургов, где 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 Хирургическая система да Винчи, которая в настоящее время является единственной коммерчески доступной хирургической роботизированной системой. В Израиле компанию основал профессор Моше Шохам с факультета машиностроения Технион. Эти роботы, используемые в основном для операций «на месте», помогают хирургу визуально, с большей точностью и меньшей инвазивностью для пациентов.[1][2] Хирургическая система Da Vinci также была объединена в систему Dual Da Vinci, которая позволяет двум хирургам одновременно работать над пациентом. Система дает хирургам возможность управлять разными руками, переключать руки в любой момент и общаться через гарнитуры во время операции.[3]

Расходы

Продается за 975 000 долларов. Робот-хирургическая система ZEUS было дешевле, чем Хирургическая система да Винчи, который стоил 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.[нужна цитата ][4]

Операция Линдберга

Основная статья: Операция Линдберга

Первая настоящая и полная удаленная хирургия была проведена 7 сентября 2001 года через Атлантический океан французским хирургом (Dr. Жак Мареско ) в Нью-Йорк выполнение холецистэктомия на 68-летней пациентке, находящейся на расстоянии 6230 км в г. Страсбург, Франция. Она получила название «Операция Линдберг».[5] после Чарльз Линдберг новаторский трансатлантический перелет из Нью-Йорка в Париж. France Telecom предоставила резервный оптоволокно Линии банкоматов для минимизации задержки и оптимизации связи, а компания 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 раскрытие процедуры заставили 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 оптоволоконную 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 врач 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 поездок. Целью команды роботов было перейти от доказательства концепции Линдберга к реальному решению. Это было достигнуто более чем 20 сложных лапароскопических операций между Гамильтоном и Северным заливом.

Приложения

После операции «Линдберг» удаленные операции проводились много раз во многих местах. На сегодняшний день доктор Анвари лапароскопический хирург в Гамильтон, Канада, провел множество удаленных операций пациентам в North Bay, город в 400 км от Гамильтона.[7] Хотя он использует VPN через неспециализированное оптоволоконное соединение, которое разделяет пропускная способность Благодаря регулярным телекоммуникационным данным у доктора Анвари не было проблем с подключением во время процедур.[нужна цитата ]

Быстрое развитие технологий позволило удаленным хирургическим кабинетам стать узкоспециализированными. В Центре передовых хирургических технологий при Mt. Синайская больница в Торонто, Канада, хирургический кабинет реагирует на голосовые команды хирурга для управления разнообразным оборудованием на операционном поле, включая освещение в операционной, положение операционного стола и хирургические инструменты самих себя. При постоянном развитии коммуникационных технологий, доступности большей полосы пропускания и более мощных компьютеров, простота и экономическая эффективность развертывания удаленных хирургических отделений, вероятно, быстро возрастут.

Возможность проецировать знания и физические навыки врач хирург на большие расстояния есть много достопримечательностей. По этой теме ведутся серьезные исследования. Вооруженные силы проявляют очевидный интерес, так как сочетание телеприсутствия, дистанционного управления и телероботика потенциально могут спасти жизни раненых в боях, оказывая им своевременную помощь мобильные операционные.

Еще одним потенциальным преимуществом проведения операций роботами является точность. Исследование, проведенное в больнице Гая в Лондон, Англия сравнил успех почка операции у 304 фиктивных пациентов, проведенные как традиционно, так и дистанционно, и показали, что операции, проведенные с использованием роботов, были более успешными в точном нацеливании камни 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. Ворт, 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, разработала 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 хирургические 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, чтобы держать яйцо. В роботизированной хирургии хирурги должны иметь возможность воспринимать прилагаемую силу, не касаясь непосредственно хирургических инструментов. Системы, известные как силовая обратная связь, или тактильная технология, были разработаны для моделирования этого. 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 видеть, над чем он работает, а также чувствовать это. Эта технология разработана, чтобы дать хирургу возможность ощущать 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

Очень важно иметь возможность измерить глубину разреза. Людей 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 обороны. 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, все еще существует потребность в анестезиолог и резервный хирург, который будет присутствовать в случае 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

Рекомендации

  1. ^ а б Шандор, Йожеф; Хайдеггер, Тамас; Беньо, Золтан (2012). «Хирургия в космосе: будущее роботизированной телехирургии». Хирургическая эндоскопия. 26 (1): 681–690.
  2. ^ а б Интуитивно-хирургический. 2012. "Хирургическая система Да Винчи". Интуитивно-хирургический. http://www.intuitivesurgical.com/products/davinci_surgical_system/.
  3. ^ Ханли, Миллер; Кумар, Кост-Маньер; Таламини, Аврора; Шенкман (2006). «Консоль наставничества улучшается». J Laparoendosc Adv Surg Tech A. 16 (5): 445–451. Дои:10.1089 / круг.2006.16.445. PMID  17004866.
  4. ^ Моррис, Б. (2005). «Роботизированная хирургия: применение, ограничения и влияние на хирургическое образование». МедГенМед. 7 (3): 72. ЧВК  1681689. PMID  16369298.
  5. ^ «IST - Ваши специалисты по телемедицине (телемедицина) и телехирургии (телехирургия), включая медицинских роботов и робототехнику в целом».
  6. ^ Видео с мероприятий: http://www.intersurgtech.com/media.html
  7. ^ "Доктор Мехран Анвари". Центр хирургических изобретений и инноваций. Получено 19 августа 2016.
  8. ^ Ревилл, Джо (5 октября 2002 г.). "'Переломный момент в удаленной хирургии ". Хранитель.
  9. ^ «Время задержки госпитальных тестов для удаленной хирургии - 12 000 миль». Сырая наука. 15 июля 2015 г.. Получено 20 сентября 2017.
  10. ^ Мириан, Лукас. «Больничные тесты для роботизированной хирургии задерживаются в 1200 милях от врача». Computerworld. Получено 20 сентября 2017.
  11. ^ Робот успешно завершил работу над журналом «Цифровая операция на сердце без посторонней помощи» @ dlmag.com
  12. ^ Мерфи, Чалакомб; Хан; Дасгупта (2006). «Робототехника в урологии». Последипломный медицинский журнал. 82 (973): 743–747. Дои:10.1136 / pgmj.2006.048140. ЧВК  2660512. PMID  17099094.
  13. ^ Immersion Corporation. 2012. «Тактильные технологии».
  14. ^ Розен, Джейкоб, Блейк Ханнафорд и Ричард М. Сатава. 2010. Хирургическая робототехника: системные приложения и видение. Springer.
  15. ^ Исследователи угоняют 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.

внешняя ссылка