В 1990-х мы стали свидетелями так называемой лапароскопической революцию, в которой множество операций были приспособлены от традиционной открытой хирургии к технике минимального доступа, в которой операции на внутренних органах проводят через небольшие (обычно 0,5—1,5 см) отверстия. Более короткий срок госпитализации, сниженная послеоперационная боль, низкая частота раневых инфекции, и более приемлемые косметические результаты сделали операции, такие как лапароскопическая холецистэктомия, стандартом лечения желчнокаменной болезни. Благоприятные результаты данных операций побудили хирургов к разработке малоинвазивных методов для большинства хирургических процедур. Однако, многие процедуры оказались достаточно сложными для применения лапароскопии из-за технических ограничений, присущих данному типу операций. Наиболее известные из них — отсутствие тактильной обратной связи, ограничение движений хирурга техническими возможностями рабочего инструмента (у рук хирурга 7 степеней свободы, а у лапароскопических манипуляторов — 4), отсутствие трехмерного изображения, мешающее координации и снижающее маневренность. А при ряде манипуляций много дискомфорта приносит зеркальность изображения, что приводит к дискоординации движения рук и глаз оперирующего хирурга. В какой- то момент, рост лапароскопической хирургии достиг пика своего развития, и казалось, что только новый технологический скачок может стимулировать дальнейшее его развитие.
Прошедшие 20 лет вызвали революционные изменения в хирургической технике и технологии, что послужило началом развития нового поколения хирургической техники и инструментария, разработку новых технологий на пути создания различных медицинских приборов и усовершенствований.
На переднем крае этой новой эры находится фирма Intuitive Surgical (США), разработавшая хирургическую систему da Vinci®, которая рассматривалась в качестве основного объекта-аналога в рамках проводимых разработок. Система da Vinci снабжена инструментами с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы, трехмерной интуитивной визуализацией, и создает эргономический комфорт. Эти новшества создали предпосылки для минимально инвазивного выполнения сложных операций в различных областях хирургии. Фирма Intuitive Surgical является монополистом в области хирургических роботов и инструмента. Робот и инструмент da Vinci патентно защищены. А их стоимость превышает сто миллионов рублей.
В США и Европе роботизированные операции выполняются у 90% больных раком простаты. Более 3 000 роботизированных хирургических комплексов da Vinci обслуживают медицинские учреждения всего Мира. В России более 25 ед. роботизированных хирургических комплексов. Стоит отметить, что инструмент для робота хирурга является расходным материалом и его ресурс рассчитан на 10 операций, так заложено в программе, а стоимость обязательного ежегодного обслуживания хирургических комплексов превышает 5 миллионов рублей.
Аппарат Да Винчи можно назвать витком развития лапароскопии. Это малоинвазивный метод с большой точностью проведения операций. Но в настоящее время робота Да Винчи используют преимущественно в сложных и критических для здоровья больного случаях. Зачастую это связано с относительно большой стоимостью самих операций. Всему этому способствует несколько причин, влияющие на цену операции с помощью робота Да Винчи
1. Цена аппарата Да Винчи.
Цена на робот Да Винчи зависит от его модификации и колеблется от $600 000 до $2 500 000. В настоящее время существует три разновидности системы Да Винчи: S/Sie, Si и Xi, последняя система самая совершенная и дорогая, что сказывается на стоимость операций данной хирургической системой - Данные компании IS, Inc . В связи с этим данный аппарат можно отнести к очень дорогостоящему оборудованию. Зачастую, клиникам приходится искусственно поднимать цены на операции, чтобы окупить стоимость такого аппарата.
2. Стоимость дополнительного оборудования.
Выполнение операций с помощью робота Да Винчи подразумевает использование специального оборудования, которое впоследствии не может быть использовано повторно. Но в целом, цена расходного материала на операцию колеблется в диапазоне $1,500 - $2 300.
3. Годовое обслуживание.
Так как система Да Винчи относится к сложному медицинскому оборудованию, то и реализуется оно только договором сервисного обслуживания данного робота. Цена является довольно высокой и составляет от $100 000 до $170 000.
4. Обучение персонала.
Высокая технологичность данного аппарата требует наличие высококвалифицированного персонала. И даже если эту систему можно назвать роботом, то самостоятельных решений хирургическая система Да Винчи не принимает. И присутствие опытного хирурга, владеющего навыками работы с Да Винчи, просто необходимо. Так как обучение происходит в Европейских медицинских центрах, то финансовые затраты весьма велики и доступны далеко не всем клиникам. Среднее количество операций, которые персоналу необходимо пройти для обучения - 70-80. При этом стоимость колеблется в районе $200 000 - $250 000.
С начала 21-го века, появление инновационных технологий сделало возможным дальнейшее развитие малоинвазивной хирургии. Роботизированная хирургия позволила преодолеть ограничения лапароскопических процедур. Ожидается, что роботизированная хирургия составит основу дальнейшего развития хирургии в целом. Предполагается, что в будущем практически все операции могут быть и будут выполнены с помощью роботизированной хирургии.
Проведенные исследования определяют наличие следующих тенденций и потенциальных возможностей в рамках реализации проекта развития медицинской промышленности в области хирургических роботов на базе использования современных и перспективных технологий и материалов:
- определено, что в настоящее время в России относительно США, Израиля и ряда стран Европы крайне слабо представлены хирургические услуги с использованием роботассистированной техники. Следствием данной ситуации в отечественной медицине становится значительное отставание по ряду медицинских показателей: смертности от сердечно - сосудистых и урологических заболеваний, после операционным периодом реабилитации.
- установлено, что передовой системой в области роботассистированной медицины является система робот Да Винчи выпускаемая американской компании Intuitive Surgical;
- установлено, что компания Intuitive Surgical является единственным производителем системы робот Да Винчи
- главное препятствие в развитии роботассистированной хирургии в мире и в России - высокая стоимость данной услуги.
- установлен основной типовой перечень материалов, использующихся при изготовлении роботассистированных систем в России и за рубежо;
- внутреннее производство сырья, использующегося при изготовлении деталей хирургических роботов (титан, алюминий, конструкционная нержавеющая сталь) в значительной степени опережает внутренне потребление. Это определяет перспективы использования рассматриваемых материалов при изготовлении деталей хирургических роботов в России;
Подводя итоги анализа использования робототехники в хирургии, возможно выделить следующие области ее применения:
- грудная хирургия и кардиохирургия — выделение внутренней грудной
артерии, восстановление митрального и трехстворчатого клапанов, установка электрода для бивентрикулярной ресинхронизации,
трансхиатальная эзофагэктомия, биопсия и резекция легких, пульмонэктомия;
— сосудистая хирургия — восстановительные операции на грудной аорте и крупных сосудах, на брюшной аорте, аортобедренное шунтирование;
— гинекология — репродуктивная хирургия (реанастомоз маточных труб, миомэктомия, аблация эндометрия, транспозиция яичника, лигирование маточных труб), реконструктивная тазовая хирургия (операция Burch, крестцовая кольпопексия), общая гинекология (гистерэктомия, удаление дермоидной кисты, аднексэктомия, саль-пингэктомия);
— абдоминальная хирургия — бариатрия, герниопластики, фундопликация, резекции печени, поджелудочной железы; резекции желудка, тонкой, ободочной и прямой кишки, холецистэктомия, симпатэктомия, реконструктивные операции;
— урология — простатэктомия, нефрэктомия, цистэктомия, адреналэктомия, орхиэктомия, забор почки у живого донора для трансплантации.
При использовании робототехники возникает минимальное количество осложнений: менее 1% инфицирования раны или формирования грыжи, нарушений функции кишечника, ранений кишки, мочевого пузыря и уретры, которые требуют дополнительных операций, менее 1% кровотечений, образования гематом и необходимости переливания крови.
С учетом довольно высокой стоимости комплекса да Винчи (приблизительно 3 млн. евро.) его использование оправдано в крупных многопрофильных высокотехнологичных хирургических центрах, где лечат больных со сложными неординарными заболеваниями.
Безусловно, все пациенты не могут быть оперированы с использованием робототехники. В связи с этим необходимы разработка данной технологии и определение показаний к ее использованию. Нужно модифицировать старые и внедрить новые алгоритмы диагностики, лечения и послеоперационного ведения больных с учетом применения роботизированных комплексов.
В рамках работы достигнута цель - разработка мобильного роботизированного хирургического комплекса.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Предложено и обосновано применение промышленного робота Кука в качестве модуля роботизированной хирургической системы.
2. Разработан роботизированный хирургический инструмент для проведения малоинвазивных хирургических операций.
3. Проведены токсикологические и технические испытания разработанных роботизированных хирургических инструментов.
4. Интегрированы роботизированные хирургические инструменты с
мобильным промышленным роботом Кука.
Прогрессивный рост популярности данной технологии в мире во многом объясняется клиническими преимуществами роботассистированных операций по сравнению с открытыми или лапароскопическими вмешательствами. В целом ряде публикаций отмечается, что у пациентов, оперируемых при помощи робота Da Vinci, меньше объем интраоперационной кровопотери (и, соответственно, частота гемотрансфузий) и выраженность послеоперационных болей, короче продолжительность госпитализации, меньше риск раневой инфекции, а во многих случаях лучше онкологические и функциональные результаты операции.
Предложенное применение промышленных роботов в качестве одного из модулей роботизированных хирургических систем с использованием роботизированных хирургических инструментов с функционалом аналогичным имеющимся роботизированным комплексам позволяет обеспечить доступность сложных малоинвазивных хирургических операций для любого слоя населения.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
