Najważniejsze wiadomości - Mniej inwazyjna chirurgia dzięki maleńkim robotom
Na przestrzeni kilku ostatnich lat procedury chirurgiczne ulegały szybkiej ewolucji, po części za sprawą technologii, które stopniowo wypierają skalpele chirurgiczne, zastępując je robotami, miniaturowymi urządzeniami oraz innowacyjnymi procedurami, które stwarzają mniejsze zagrożenie dla zdrowia pacjentów, przyspieszają ich rekonwalescencję oraz pozostawiając mniej blizn. Jednak zawsze istnieje możliwość wprowadzenia dalszych ulepszeń. "W chwili obecnej mamy do czynienia z wieloma wyzwaniami dotyczącymi operacji jamy brzusznej, zarówno w zakresie technologii, jak i samych zabiegów", twierdzi Profesor Arianna Menciassi, pracownik Instytutu BioRobotyki ('BioRobotics Institute') Scuola Superiore Sant'Anna we Włoszech. Aktualnie operacje jamy brzusznej przeprowadzane są albo ręcznie przez chirurga, w oparciu o procedurę wziernikową, zwaną również laparoskopią, albo przy użyciu sterowanego robota. Najczęściej wykorzystywany w tego typu zabiegach robot jest bardzo precyzyjny - bardziej, niż ręka chirurga - jednak jest także nieporęczny i drogi, a jego stosowanie wymaga wykonania kilku nacięć w jamie brzusznej. Powyższy system ułatwia chirurgowi przeprowadzenie operacji, "jednak dla pacjenta jest równie inwazyjny, co tradycyjna operacja laparoskopowa i wymaga wykonania co najmniej czterech nacięć jamy brzusznej: dwóch, w celu wprowadzania zrobotyzowanych narzędzi, jednego umożliwiającego przeprowadzanie dodatkowych czynności oraz jednego przeznaczonego dla kamery", tłumaczy Prof. Menciassi. "Naszym celem było stworzenie alternatywnego systemu, korzystającego z najnowszych osiągnięć w dziedzinie mikro-robotyki i mikro-systemów, który byłby tańszy i mniej inwazyjny". Uczestnicząc w projekcie o nazwie "Zespół robotów polepszających kinematykę operacji laparoskopowych" ('Array of robots augmenting the kinematics of endoluminal surgery' - Araknes) Prof. Menciassi, wraz z zespołem naukowców z całej Europy, obrała podejście do chirurgii jamy brzusznej, w ramach którego połączono zalety tradycyjnych, otwartych zabiegów chirurgicznych, chirurgii minimalnie inwazyjnej ('Minimally invasive surgery' - MIS), zwanej także chirurgią laparoskopową (lub chirurgią wziernikową) oraz chirurgii zrobotyzowanej. Dzięki wsparciu finansowemu w kwocie 8,1 milionów euro, zapewnionemu przez Komisję Europejską, uczestnicy projektu Araknes opracowali innowacyjne urządzenia i technologie, które znacząco zmniejszają inwazyjność procedur chirurgicznych, tym samym minimalizując ilość i wielkość blizn, ograniczając ryzyko zakażeń oraz przyspieszając rekonwalescencję pacjentów, przy potencjalnie znacznie niższych kosztach, niż ma to miejsce w przypadku istniejących systemów komercyjnych. Jednym z urządzeń stworzonych przez uczestników projektu Araknes jest sterowany robot, zwany "Dwuręcznym robotem do laparoskopii z wykorzystaniem jednego nacięcia" ('Single-port laparoscopy bimanual robot' - Sprint), który, podobnie jak system DaVinci, odwzorowuje z dużą precyzją ruchy ręki chirurga, który steruje robotem za pośrednictwem konsoli. System ten zaprojektowano jednak specyficznie pod kątem "laparoskopii z wykorzystaniem jednego nacięcia" ('Single-port laparoscopy' - SPL), będącej stosunkowo nowym rodzajem wziernikowania, podczas którego chirurg korzysta z pojedynczego nacięcia, zwykle wykonywanego w pępku. "Zamiast czterech nacięć w technice tej wykorzystuje się tylko jedno, o średnicy około trzech centymetrów, stanowiące punkt dostępu. Ponieważ nacięcie to wykonuje się w pępku - będącym naturalną blizną - operacja nie pozostawia widocznych śladów na ciele pacjenta", tłumaczy Prof. Menciassi, kierownik naukowy projektu Araknes. System Sprint składa się z dwóch ramion o sześciu stopniach swobody ruchu, zakończonych obrotowymi uchwytami, zapewniającymi bardzo duży stopień zwinności i pozwalającymi realizować szeroką gamę czynności chirurgicznych wewnątrz ciała pacjenta. "Ramiona robota pracują w sposób bardzo zbliżony do ludzkich rąk, natomiast interfejs sterowania pozwala precyzyjnie odzwierciedlać ruchy dłoni chirurga, który obserwuje przebieg operacji dzięki kamerze 3D o dużej rozdzielczości", twierdzi Prof. Menciassi. Co istotne, dzięki najnowszym osiągnięciom w dziedzinie mikro-robotyki, silniki napędzające uchwyty oraz "łokcie" każdego z ramion zlokalizowane są wewnątrz urządzenia, natomiast silniki napędzające "ramiona" zlokalizowane są na zewnątrz. "Jest to kluczowa różnica w porównaniu z istniejącymi systemami komercyjnymi, dzięki której system jest znacznie bardziej poręczny. Łatwiej go umieścić w sali operacyjnej oraz oferuje on lepszy dostęp do ciała pacjenta", tłumaczy kierownik projektu. Mniejszy rozmiar urządzenia to jeden z kilku atutów systemu, który docenili chirurdzy przeprowadzający w styczniu testy "in-vivo" na świni, w laboratorium niemieckiej firmy Novineon, będącej jednym z partnerów projektu. "Chirurdzy przyzwyczajeni do korzystania z systemu DaVinci pozytywnie przyjęli niewielki rozmiar urządzenia oraz lepszą widoczność, jak również mniejszą inwazyjność zabiegów, podczas gdy chirurdzy, którzy zwykle przeprowadzają laparoskopię ręcznie, natychmiast dostrzegli zalety wynikające ze zwiększonej precyzji", twierdzi Prof. Menciassi. Inne urządzenie, opracowane przez uczestników projektu Araknes, ma na celu całkowite wyeliminowanie potrzeby wykonywania nacięć. Przeznaczone dla "chirurgii laparoskopowej z dostępem przez naturalne otwory ciała" ('Natural orifice translumenal endoscopic surgery' - Notes) urządzenie to składa się z platformy magnetycznej, połączonej z miniaturowymi ramionami robotycznymi, które mogą być wprowadzane do ciała pacjenta przez naturalne otwory ciała, takie jak usta czy odbyt, eliminując tym samym konieczność wykonywania nacięć. Technika Notes nadal uważana jest za eksperymentalną, jednak dostrzeżono jej liczne zalety w stosunku do metod inwazyjnych. "Platforma Notes jest eksperymentalna i prawdopodobnie nie zostanie w najbliższym czasie wykorzystana w salach operacyjnych, zarówno z przyczyn technicznych, jak i klinicznych. Mimo to, zastosowano w niej liczne, innowacyjne technologie o dużym potencjale, które być może znajdą bardziej natychmiastowe zastosowania", twierdzi kierownik projektu. Z drugiej strony system robotyczny Sprint jest znacznie bliższy wprowadzenia na rynek, w świetle prób "in-vivo" przeprowadzonych przez uczestników projektu. Technologia Sprint jest obecnie w fazie patentowania, a partnerzy projektu pragną ją wykorzystać jako podstawę komercyjnego systemu. "Aktualnie poszukujemy funduszy, zarówno publicznych, jak i prywatnych, które chcemy przeznaczyć na dalszy rozwój", tłumaczy Prof. Menciassi. "Stworzone przez nas rozwiązanie wciąż jest prototypem, jednak jesteśmy pewni, że produkowane komercyjnie byłoby tańsze niż istniejące systemy. Ponadto krótsza rekonwalescencja, dzięki technice SPL, powinna pozwolić ograniczyć czas hospitalizacji pacjentów, tym samym redukując koszty opieki zdrowotnej". Uczestnicy projektu Araknes początkowo skupili się na opracowywaniu systemów przeznaczonych dla zabiegów chirurgicznych, których celem jest leczenie otyłości poprzez operacyjne zmniejszenie żołądka lub całkowitego ominięcie go ('bypass'), wykonywanej każdego roku u tysięcy Europejczyków. Prof. Menciassi podkreśla jednak, że urządzenia te można stosować w dowolnych operacjach jamy brzusznej, na przykład w celu usunięcia guzów nowotworowych, leczenia wad serca, wątroby lub nerek. Projekt Araknes uzyskał wsparcie finansowe w ramach Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Użyteczne odnośniki: - strona internetowa projektu "Zespół robotów polepszających kinematykę operacji laparoskopowych" - 'Array of robots augmenting the kinematics of endoluminal surgery' - informacje na temat projektu Araknes w bazie danych CORDIS