Roboți Chirurgicali

Un robot este definit ca „o maşină ce poate semăna fiinţei umane şi care îndeplineşte mecanic sarcinile acesteia, fiind lipsită de emoţii şi sentimente sau o maşină care utilizează o inteligenţă apropiată de cea umană”. Tehnologia roboţilor a fost utilizată deja de mulţi ani în diferite domenii, altele decât cele medicale, aşa cum sunt industria automobilelor, mediul subacvatic, spaţiul extraterestru sau zonele cu risc de radiaţii nucleare.

Chirurgia a profitat relativ târziu de avantajele acestei tehnologii. Utilizarea iniţială a roboţilor în chirurgia a început la sfârşitul anilor ’80 când un robot industrial a fost utilizat pentru a susţine instrumentele pentru biopsie stereotactică în neurochirurgie. Tot la sfârşitul anilor ’80 IBM a construit primul robot utilizat în practica clinică, numit „Robo-doc”. Prima utilizare a unui robot în chirurgia umană a fost pentru o rezecţie transuretrală a prostatei. În 1993 Computer Motion, Inc., a introdus un braţ controlat prin voce, AESOPTM (Automated Endoscopic System for Optimal Positioning), utilizat pentru susţinerea instrumentelor, a opticului în chirurgia laparoscopică. Varianta sa, AESOPTM 2000 este primul robot controlat prin voce umană aprobat de Food and Drug Administration din Statele Unite. În 1998 Reichenspurner a introdus în practică, în Germania, Sistemul Robotic Microchirurgical ZEUS. Astăzi, cel mai complex şi mai eficient robot aflat în uz este sistemul da Vinci, la care ne vom referi puţin mai tarziu.

Odată cu naşterea laparoscopiei şi tehnologiei informaţiei, chirurgia a trecut într-o nouă eră. Dezvoltarea roboţilor chirurgicali este motivată în primul rând de dorinţa şi necesitatea de a spori eficacitatea intervenţiilor. Atenţia medicală necesită judecata umană şi raţionamentul pentru manipularea varietăţii şi complexităţii anatomiei umane. Acţiunile medicale sunt alese pe baza informaţiilor de la diverse surse, incluzînd datele specifice ale pacientului (semne vitale şi imagini ale ţesuturilor şi organelor corpului uman), cunoştinţe generale medicale (atlase ale anatomiei umane) şi experienţe medicale.

În primul rând, un robot poate îndeplini, de obicei, lucruri cu o mult mai mare precizie decât omul. Aceasta furnizează o primă motivaţie în utilizarea sistemelor CAD/CAM. Roboţii pot fi utilizaţi cu succes în cazul în care pacientul a fost radiat (de exemplu cu radiaţii X), nepunîndu-se astfel în pericol sanatatea echipei medicale.

În contrast cu roboţii industriali, roboţii chirurgicali sunt rareori desemnaţi să înlocuiască un membru al echipei chirurgicale sau de intervenţie. Ei sunt destinaţi să ajute echipa medicală prin intervenţii de precizie sau care nu pot fi făcute pe cale umană.

Sistemele robotice chirurgicale sunt utilizate astăzi pentru aplicarea procedurilor invazive în tratamentul chirurgical al bolilor în domenii ca: neurochirurgie, cardiologie, toracică, ortopedie, urologie, ginecologie, chirurgie generală. În timp ce chirurgia cardiacă şi cea urologică au luat avânt, chirurgia generală este încă la început. Doar câteva operaţii sunt făcute în zilele noastre utilizînd roboţi în domeniul chirurgiei generale.

Chirurgia robotică a demonstrat următoarele avantaje: siguranţă şi fiabilitate, oferă o mai bună vizualizare a organelor interne, distrugerea ţesuturilor sănătoase este minimă, durata de spitalizare, în majoritatea cazurilor, este sub 24 de ore, creşte dexteritatea şi nivelul de precizie (precizia intervenţiei este sub o sutime de milimetru), impactul psihologic asupra pacientului este scăzut semnificativ, riscul unor tăieturi greşite (secţionarea de vase, atingerea unor nervi) este minim, riscul apariţiei infecţiilor este minim, se pot realiza intervenţii imposibile pe cale clasică.

Ca dezavantaje putem enumera: ergonomia sistemului este scăzută şi impune un număr mare de ore de pregătire, chirurgul nu simte ţesuturile (nu are feedback tactil), spaţiul ocupat de un astfel de sistem în sala de operaţie este mare, iar preţul unui sistem este foarte ridicat.

În cercetare a fost utilă clasificarea roboţilor chirurgicali ca sisteme de asistenţă medicală (aşa numita chirurgie CAD).

Chirurgia CAD/CAM

Teoria de bază CAD/CAM este aceea de a ne ajuta de un calculator pentru a modela un corp, creând o fotocopie a cestuia. Corpul va fi fabricat, transferând astfel fotocopia într-o realitate fizică. În domeniul medical, planificarea aceasta reprezintă partea CAD, iar intervenţia reprezintă partea CAM. Pentru a face o analogie, aprecierea postoperatorie corespunde cu managementul calităţii totale (TQM).

În figura 1 este prezentat un proces în buclă închisă:

1) construcţia modelului specifică pacientului şi planul de intervenţie;

2) înregistrarea modelului şi planului pacientului;

3) utilizarea tehnologiei pentru asistarea şi ducerea planului la bun sfârşit;

4) aprecierea rezultatelor chirurgiei CAD/CAM prin sublinierea analogiei dintre medicina integrată pe calculator şi fabricarea integrată cu ajutorul calculatorului.

Fig. 1. Arhitectura sistemului chirurgical CAD/CAM, unde faza preoperetorie

este cea CAD, faza intraoperatorie este CAM şi cea postoperatorie este TQM

Cel mai bun exemplu de chirurgie CAD/CAM este sistemul ROBODOC. Acesta a fost dezvoltat pentru înlocuirea totală a şoldului şi a genunchiului (Fig. 2). În această chirurgie, articulaţia pacientului este înlocuită de o proteză artificială. Pentru şold, o proteză este montată în femur şi cealaltă în pelvis, creându-se astfel o cavitate articulaţie-sferă. Pentru genunchi, o proteză este montată în femur şi alta în tibie, creânduse astfel o articulaţie tip balama.