Když robot operuje

Archiv | 01.01.08

Prvním robotem v historii byl pravděpodobně český Golem. Alespoň podle pověstí. Dnešní roboti se od legendárního...







Prvním robotem v historii byl pravděpodobně český Golem. Alespoň podle pověstí. Dnešní roboti se od legendárního umělého člověka v mnohém liší. Stále sice nejsou schopni samostatného myšlení, ale mohou být v našem životě velmi užiteční. Někdy jsou dokonce nenahraditelní. Dnes vám představíme roboty, kteří pracují ve zdravotnictví a pomáhají lékařům. Přestože se vám bude možná zdát, že popisujeme technologie ze science fiction filmu, vězte, že to je již soudobá realita. Roboti ve zdravotnictví už dnes zachránili tisíce životů.
Ve zdravotnictví se v současnosti využívá mnoho specializovaných elektronických přístrojů, které jsou vybaveny počítačovými systémy a propracovanými softwary. Slouží pro nejrůznější účely. Některé pomáhají lékařům s rozborem a analýzou, například krve, jiné řídí moderní rentgeny, ultrazvuková vyšetření, či zobrazují výsledky v prostorovém a graficky přehledném znázornění. Počítače však pomáhají i jinak. Uvést lze třeba zařízení, ve kterém počítač řídí mimotělní krevní oběh pacientů a podobně. Mezi nejmodernější a nejzajímavější pomocníky ve zdravotnictví však patří roboti. Dnes vám představíme model, který se uplatňuje v chirurgii, a lékaři s ním mohou provádět operace tak, jak to v minulosti nebylo možné. O tom, že je tento pomocník velkým přínosem, jsme se ostatně přesvědčili na vlastní oči. Robot se jmenuje da Vinci.

Umělec da Vinci

Přestože se robot jmenuje obdobně jako slavný historický umělec Leonardo da Vinci, na obrázky se mechanický jmenovec nespecializuje. Nicméně ani tak mu šikovnost nechybí. Robot totiž operuje pacienty.

Proč operuje robot

Zjednodušeně řečeno lze říci, že da Vinci umí operovat. Ne však samostatně, pohyby robota ovládá člověk, který nestojí přímo u operovaného pacienta, ale sedí pohodlně u propracovaného dálkového ovládání. Pohyby lidského chirurga jsou pomocí počítačového systému přenášeny na mechanické paže robota, který je věrně kopíruje. Tento systém nenabízí jen jedinou výhodu, ale hned celou řadu. Jednou z těch markantních je fakt, že robotické „paže“ jsou velmi tenké, a tak není nutné pacienta „otevřít“ (řezat), aby se zpřístupnil operovaný orgán nebo část těla. Robotu stačí tři až čtyři miniaturní otvůrky v těle. Jimi proniknou do těla tenké robotické paže. Ve své podstatě lze říci, že robot operuje tzv. laparoskopicky. Přitom je však možné, díky dálkovému řízení, provádět při operaci mnohem složitější chirurgické výkony než při standardní laparoskopické operaci bez robota. Vzhledem k tomu, že jsou pohyby lidského operatéra přenášeny elektronicky, jsou navíc i zpřesněny. To se dělá poměrně jednoduše: operatér provádí pohyby ve „velkém“ a robot je kopíruje, ovšem ve zmenšeném měřítku. Další výhody robota si představíme teprve poté, až jej blíže popíšeme.

Z čeho se skládá

Robotický systém da Vinci se neskládá pouze ze samotného robota, tvoří jej několik základních celků. Nejdůležitějším prvkem je samozřejmě robot (Patient cart). Ten je pacientovi nejblíže a je vyroben v podobě masivního stojanu osazeného čtveřicí robotických paží a kontrolním monitorem. Tři paže je možné osadit různými typy chirurgických nástrojů, čtvrtá je vybavena kamerou (tzv. 3D video endoskopem). Na kontrolním monitoru může personál na sále sledovat důležité údaje: jak 2D náhled operované oblasti v pacientovi, tak další informace (třeba výstup z ultrazvukového vyšetření a obdobně).
Aby bylo možné s robotem snadno manipulovat, je vybaven podvozkem s elektromotorem. Zajímavostí je, že lze motorový pojezd využít i v případě, že není robot zapojen do elektrické sítě. Napájení se v tomto režimu obstará z interního akumulátoru.
Ve chvílích, kdy je nutné pažemi robota manipulovat manuálně (ne tedy s pomocí elektronického ovládání), např. při přípravě robota na operační výkon, je velkou výhodou, že je konstrukce paží precizně vyvážená. Pak lze totiž ovládat ramena robota jemně a velmi precizně i manuálně (např. když je nutné ručně vysunout paže robota z těla pacienta, nebo naopak je do něj zasunout).
Druhou důležitou součástí systému je chirurgická konzola (Surgeon console), jednoduše řečeno dálkové ovládání robota. Umísťuje se často mimo nejkritičtější sterilní zónu a je spojena s robotem mnoha kabely (nejnovější modely již využívají optický kabel). Zařízení je vybavené sedátkem pro chirurga, 3D náhledovým systémem a ovládacími prvky (speciálně vyvinuté joysticky). Operatér zasune prsty do připravených ovládacích prvků, které mu umožňují svobodný pohyb. S pomocí obou rukou a čtveřice prstů velmi jednoduše ovládá dvojici rukou robota i aktivní chirurgické nástroje, například kleštičky, pacičky a podobně. S pomocí nožního pedálu je možné přepnout řízení tak, aby ovládalo třetí robotickou ruku a samozřejmě i robotickou paži držící 3D endoskopickou videokameru. Pro vyšší pohodlí je konzola vybavena i panelem s dalšími tlačítky. Nachází se zde nastavení funkce pro poměr zmenšování kopírovaných pohybů, kontrolky a pro zajištění maximální bezpečnosti je zde přítomno i tlačítko pro nouzové odpojení robota.
Posledním velkým celkem systému je video věž (Vision cart). Je postavená na kolečkách a umísťuje se taktéž dále od operovaného pacienta. Slouží pro zpracování všeho, co se ve spojitosti s robotem týká vizualizace a videa. Celkem logicky je i do tohoto zařízení připojena 3D endo­skopická kamera.

Šikovné nástroje

Konce robotických paží se osazují speciálními chirurgickými nástroji. Tyto nástroje jsou výměnné a existuje jich velké množství. Během operace je velmi snadné zaměnit jakýkoliv nástroj za jiný. Některé jsou vhodné pro pálení tkání elektrickým proudem, jiné mohou mít odlišné funkce – k dispozici je napřiklad laser, svorkování, atd. – a také existují speciální nástavce pro pomocné zachycení operovaného orgánu. S některými nástavci je vhodnější odstraňovat lidskou tkáň, s jinými je zase snadnější šít. Ano, přestože se vlastně jedná o laparoskopickou operaci, je možné velmi jednoduše v pacientovi zašívat, používat svorky a provádět pre­cizně i mnohé další náročné úkony, které jsou při běžné laparoskopické operaci obtížné nebo prakticky
neproveditelné.

Co lze všechno operovat

Robot se může uplatnit ve velmi širokém spektru operací. Nelze striktně vymezit, na co je možné robota použít a co je zakázáno. K některým operacím je robot vhodný, jindy je zbytečné jej používat (třeba i vzhledem k nákladům na operaci). V praxi záleží na konkrétní operaci i na konkrétním pacientovi. V současnosti se robot používá pro operace v oblastech gynekologie, urologie, cévní chirurgie, kardiochirurgie, všeobecné chirurgie (tam patří např. bandáže žaludku, různé resekce střev atd.). Nově přibil i obor ORL.
Je možné, že v budoucnu oblastí ještě přibude. Bude však záležet i na přístupu lidských operatérů, kteří operaci řídí. Také se předpokládá, že by časem šlo využívat robota i v oblasti neurochirurgie.

Výhody robota

Některé výhody systému da Vinci jsme již zmínili v úvodu. Mezi ty další patří bezpochyby šetrnost k pacientovi. Robot nabízí tzv. miniinvazivní přístup a s tím spojené kupříkladu minimální krevní ztráty a následně i výrazně kratší rekonvalescenci. Při operaci zaznamená chirurg mnohem vyšší přesnost než při klasické laparoskopické operaci. Při dlouhé operaci je přínosem i fakt, že chirurg se při práci s robotem neunaví zdaleka tak, jako při klasické operaci, kdy musí být nahnutý nad tělem pacienta dlouhé hodiny. Vliv únavy je na možnost vzniku lidských chyb zcela evidentní. V neposlední řadě nabízí robot velmi přehledný 3D obraz operované oblasti, což usnadňuje chirurgovi orientaci při samotných výkonech.

Nevýhody robota

V současnosti považují někteří lidé nevýhodu ve vyšších nákladech na samotnou operaci s pomocí robota. V globálním měřítku však může mít robot dokonce i ekonomický přínos. Jde o to, že pacient jde sice na dražší operaci, ale je operován šetrněji a jeho rekonvalescence je mnohem rychlejší. Tím pádem není na nemocničním lůžku upoután zdaleka tak dlouho, jako při klasické operaci. V konečném důsledku se pacient zapojí do normálního života i pracovního cyklu dříve. Dlouhodobé výsledky mohou ukázat, že vliv robota může globálně působit i ekonomicky pozitivně. Záleží samozřejmě na lidech, kteří nemocnice vedou a rozhodují o jednotlivých operacích.

Kde je všude potkáte

Poprvé se představil da Vinci v civilní nemocnici v roce 1999. Předtím byl robot zřejmě součástí vojenských projektů. Od přelomového roku 1999 tedy můžeme psát otevřenou historii chirurgického pomocníka. Od té doby se robotický systém neustále vylepšuje a v dnešní době operuje po světě na 700 kusů robota. V současnosti bylo provedeno na celém světě již více než sto tisíc robotických operací.
Pokud si myslíte, že je naše zdravotnictví v oblasti robotické chirurgie za světem pozadu, pak vás musíme vyvést z omylu. V roce 2005 se v naší republice objevil první robot da Vinci. Nainstalován byl do nemocnice Na Homolce v Praze. Krátce poté začal druhý robot pomáhat v Ústřední vojenské nemocnici a na jaře 2006 byl zakoupen robot pro Fakultní nemocnici u Svaté Anny v Brně. V roce 2007 se začíná operovat s pomocí robota da Vinci i v Nemocnici svaté Zdislavy Mostiště. V nedávné době byla vybavena Nemocnice na Homolce druhým robotem, který je určen přímo pro potřeby kardiochirurgie. Tam jsme viděli robota přímo v akci. S pomocí robotického systému da Vinci bylo úspěšně a velmi šetrně operováno srdce. Vidět robota i operujícího chirurga při práci je skutečně unikátní zážitek.
V současné době pracuje v naší republice celkem pět robotických systémů. Pokud bychom se chtěli srovnávat s vyspělými zeměmi, nejsme na tom nijak špatně. Kupříkladu Rakousko je na tom z hlediska přepočtu robotů na počet obyvatel hůře než Česká republika. V Česku připadá jeden robot na dva milióny obyvatel. V Rakousku jeden robot na 4,15 miliónu obyvatel. Ve Švédsku připadne na jednoho robotického chirurga 1,82 miliónu lidí, v Belgii 0,5 milionu. V USA jsou na tom výrazně lépe. Tam je robotů při přepočtu na počet obyvatel nejvíce. Poměr je 0,5 miliónu lidí na robota. V rámci Evropy je tedy Česká republika v průměru.

Nic není zadarmo

Určitě vás napadá otázka, kolik takový robot-operatér stojí peněz. Aktuální cena systému da Vinci se pohybuje kolem šedesáti milionů korun. Cena zahrnuje jak robota, tak i kompletní příslušenství na sto operací. Do něj se počítá sterilní krytí, sterilní adaptéry, robotické nástroje a podobně. Součástí je i trénink personálu v zahraničí.

Vzpoura strojů nehrozí

Mnoho lidí děsí myšlenka, že by je měl operovat robot. Tedy neživá věc, které může kdykoliv selhat řídící program. Je paradoxní, že někdy jsou nedůvěřiví k robotovi sami lékaři. Tento extrémní názor je však dán nedostatkem informací. Je potřeba si uvědomit několik skutečností. Operaci neřídí žádný systém Windows. Operaci neřídí žádný počítačový program, ale živý člověk – operatér, který sedí u dálkového ovládání a provádí každičký pohyb robota. Neexistuje tedy ani teoretická možnost, že by začal robot dělat něco jiného, než se po něm chce. Robot dokonce zvyšuje bezpečnost operace tím, že kontroluje pohyby operatéra. V případě, že se operatérovi nedopatřením smekne ruka (což by mohlo mít při klasické operaci fatální následky), robot automaticky prudký nežádoucí pohyb odfiltruje a neprovede jej.
Robot je ochráněn i před nenadálým výpadkem elektrického proudu. V tomto případě se automaticky přepne do bateriového režimu, ve kterém je možné bezpečně operaci ukončit, aniž by došlo k ohrožení života. Dalším ochranným systémem robota je tzv. „Alarm tlačítko“. Slouží pro okamžité odstavení robota. Paže zamrznou a celý robotický systém se vypne.

Roboti v českých poměrech

V naší republice se provádí na všech robotech, které se zde nachází, přibližně 50 operací měsíčně. Podle informací, které se nám podařilo zjistit, se nevytváří speciální pořadník pro pacienty. Vše by se mělo řídit tím, co který lékař doporučí podle konkrétní diagnózy pacienta. Někdy je lepší robota pro operaci využít, jindy lze operaci provést jednoduše laparoskopicky i manuálně, a tudíž je zbytečné, aby šel pacient na operaci robotem. Mezi tyto jednoduché operace by mělo patřit např. i odejmutí žlučníku. Nicméně i v tomto „jednoduchém“ případě je nutné posuzovat problematiku podle konkrétního pacienta.
Pokud je rozhodnuto, že je pro některou operaci vhodné použít robota, čeká pacient na výkon podle konkrétního vytížení robotického pracoviště. Například v Ústřední vojenské nemocnici se čeká v průměru 6 týdnů.

A co budoucnost?

V budoucnosti se bude robotická chirurgie i nadále vyvíjet. Je jasné, že robot da Vinci se dočká nových verzí, které umožní lékařům provádět ještě náročnější operativní výkony. Hlavní rozvoj se v současnosti týká vývoje nových robotických nástrojů, které budou běžně používat např. laser a další moderní technologie. Také bude robotický 3D zobrazovací systém schopen spolupracovat s nejrůznějšími zdroji zobrazovacích a navigačních technologií. Díky tomu bude možné např. kombinovat reálný 3D obraz operace s rentgenovými snímky, ultrazvukovým vyšetřením a podobně. Celkově bude mít operatér ještě vetší přehled i o místech, které by jinak neviděl. V nových robotických systémech se také počítá s přechodem obrazu na rozlišení HD či HDTV – místo soudobého SD rozlišení. Chirurg v budoucnu uvidí obraz s více detaily.
V dlouhodobějším horizontu se předpokládá, že se robot naučí i některé manuální činnosti. Například by mohl umět samostatně šít. Reálná se zdá být i možnost operovat na velké vzdálenosti. Například by zkušený chirurg mohl ovládat robota na operačním sále nemocnice vzdálené až několik stovek kilometrů.













Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.