Роботы берут на себя вашу операцию (и вам следует быть в восторге)

Роботы оперируют вместо вас (вам стоит радоваться)

26 сентября 2023 года – Во время полета в Атланту Робин Поллак кусала медвежьи желейные мишки и пила коктейль из клюквенного сока. Прошла неделя с тех пор, как ей была проведена роботическая операция по удалению раковой опухоли желудка в онкологическом центре MD Андерсон в Хьюстоне, и она направлялась домой – чувствуя себя удивительно хорошо.

Операция требовала пяти небольших разрезов. “У меня теперь четыре маленькие точки и 2-дюймовый разрез, который он заклеил клеем”, – сказала Поллак. “После операции я проснулась с голодом”.

Она встала с кровати и начала ходить на следующий день, а через неделю уже ходила по городу со своим мужем, наслаждаясь крем-брюле и яичницей Флорентин.

“У меня не было никаких болей с тех пор”, – сказала она через 2 недели после операции. “Я не принимала обезболивающие, даже не принимала ни одного таблетку Тайленола. Я прошла 2 мили вчера”.

Лучшее качество жизни после операции – это одно из преимуществ роботической хирургии, говорит онколог-хирург Нарухико Икома, МД, который проводил операцию у Поллак.

Есть и другие преимущества для хирурга. “Я чувствую себя более точным в терминах разделения и шитья”, – сказал Икома. “В обычных открытых операциях хирурги используют инструменты… В роботизированной хирургии хирурги чувствуют, что работают своими собственными пальцами с точными кончиками”.

Роботическая хирургия, или операции с помощью роботов, существует уже более 20 лет, но эксперты считают, что сейчас она находится на пороге роста. Технологию продвигают те самые преимущества, которые описывают Поллак и Икома: повышенная точность, сокращение времени восстановления и уменьшение боли.

В США в 2021 году было проведено около 644 000 роботизированных операций, и к 2028 году ожидается, что это число приблизится к 1 миллиону. По всему миру было проведено еще миллионы таких операций. Глобальный рынок достиг 6,3 миллиарда долларов в 2022 году и ожидается, что он достигнет 26,8 миллиарда долларов через 10 лет.

Роботизированные устройства получили одобрение Федерального управления по контролю за продуктами питания и лекарствами (FDA) во многих специальностях. При удалении предстательной железы и гистерэктомии использование хирургических роботов теперь стало обычным. Оно также быстро развивается в бариатрической хирургии и операциях по восстановлению грыжи, а также стабильно растет в замене тазобедренного и коленного суставов. Несколько хирургических команд наметилися на проведение роботизированных трансплантаций почек, а недавно Медицинская школа Университета Вашингтона в Сент-Луисе сообщила о первой в США роботизированной трансплантации печени.

Самая широко используемая роботизированная система в США – это da Vinci от компании Intuitive Surgical. FDA впервые утвердила da Vinci в 2000 году и с тех пор утвердила новые модели. Сегодня более 7 500 хирургических систем da Vinci используются в 69 странах шести континентов.

В игру вступили десятки других компаний. Прогресс в науке о материалах позволяет создавать мягкие, гибкие конструкции, которые могут проникать по извилистым путям или работать с самыми деликатными тканями организма.

Monarch от Auris Health – гибкая роботизированная эндоскопическая система, которая вводится через рот в трахею и бронхиальные проходы для исследования потенциально раковых тканей в легких. Платформа недавно получила одобрение для использования при удалении почечных камней. Другие гибкие роботы проходят через прямую кишку и проходят сквозь кишечник, например, при колоноскопии. Еще другие проникают через нос до мозга или через бедренную вену, чтобы достичь сердца.

Обновление робота Mako от Stryker, которое в настоящее время используется для замены тазобедренного и коленного суставов, позволит его использование в хирургии позвоночника и плеча и может быть запущено уже в следующем году. (Врачи, с которыми проводилось интервью для этой статьи, не продвигают и не поддерживают ни один из упомянутых продуктов.)

Тем временем искусственный интеллект, или ИИ, позволяет исследователям и разработчикам делать роботов более автономными, способными выполнять подзадачи хирургической операции или даже целые хирургические процедуры.

“Это захватывающее время”, – сказал Майкл Йип, доктор философии, доцент кафедры электротехники и компьютерной инженерии, директор лаборатории передовой робототехники и управления при Университете Калифорнии в Сан-Диего. “Разнообразие роботизированных технологий сейчас экспоненциально расширяется.”

Преимущества для пациентов

Данные показывают, что роботизированная хирургия может помочь сократить кровотечение, рубцы и время восстановления, а также сократить время пребывания в больнице по сравнению с традиционной хирургией.

Одно из самых впечатляющих преимуществ: многие пациенты, как Поллак, не нуждаются в опиоидах – или вообще в обезболивающих препаратах. Это замечательно, если учесть общую ситуацию.

При трансплантации почки “после открытой трансплантации используется 100% наркотических препаратов”, – сказал Томас Пшак, МД, хирург по роботизированной трансплантации почки и печени в Университетской клинике UCHealth в Колорадо. Пациенты, прошедшие открытую операцию, уходят домой с запасом опиоидов на неделю и иногда нуждаются в морфине или оксикодоне внутривенно после операции.

Пациенты, проходящие роботизированную хирургию, восстанавливаются намного быстрее и возвращаются к работе и нормальной жизнедеятельности в течение нескольких недель, в отличие от рекомендованных 8 недель после открытой почечной трансплантации.

«Безболезненная почечная трансплантация кажется фантастикой, но вот мы здесь», – сказал Пшак.

Он использует хирургическую роботизированную систему da Vinci с четырьмя тонкими руками, каждая примерно размером с карандаш, которые держат хирургические инструменты и видеокамеру высокой четкости. Во время операции он сидит за компьютерной консолью на небольшом расстоянии, смотря через бинокль, который обеспечивает высокоувеличенное трехмерное изображение операционного поля. Оба руки на рукоятках управляют руками, проводя «тонкие, точные движения», такие как шитье новой почки к кровеносным сосудам. Педали ног активируют и деактивируют роботизированные руки.

Пшак выполнил первую роботизированную почечную трансплантацию в UCHealth в 2021 году и сделал уже более десятка таких операций, а также еще больше удалений почек доноров с использованием робота. С роботизированной трансплантацией почки “самый большой разрез составляет около 2 дюймов, недалеко от пупка”, – сказал он. Для сравнения, традиционная открытая почечная трансплантация включает разрез длиной от 10 до 12 дюймов.

Робототехника также может улучшить доступ к хирургическим операциям. Один из трех пациентов, ожидающих донорскую почку, имеет индекс массы тела более 35. Более высокий индекс массы тела может означать более длинные и глубокие разрезы, увеличивая риск осложнений и негативных результатов. Менее инвазивная роботизированная процедура может сделать почечную трансплантацию возможной для этих пациентов.

Преимущества для врачей

В некотором смысле, робототехника дает хирургам сверхчеловеческие навыки. Робот может компенсировать любое дрожание в руке хирурга и позволяет хирургу видеть труднодоступные складки, перемещая камеру и малые инструменты в места, куда не может достать человеческая рука.

«Я могу настроить движение робота на одну десятую от моего обычного движения руки», – сказал Пшак. «Это позволяет достичь невероятной точности».

В хирургии позвоночника робототехника минимизирует неправильное размещение винта. Это означает “снижение частоты повторных операций – необходимости вернуться и удалить и заменить неправильно размещенный винт”, – сказал Мохамад Бидон, врач-нейрохирург и клинициант-ученый из клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота, где с 2018 года проводят роботизированные нейрохирургии.

Бидон был главным автором исследования в журнале Mayo Clinic Proceedings, в котором говорится, что из 402 винтов, установленных у 77 пациентов, которые прошли роботизированную спинномозговую операцию, ни один из них не потребовал переоперации.

Как отмечает Бидон, другие преимущества включают возможность заранее спланировать операцию и подмиллиметровую точность вокруг нервов и спинного мозга пациента. “Это сохраняет мышцы, сухожилия и связки”, – сказал он.

Кори Уокер, врач-нейрохирург в больнице Сидар-Синай в Лос-Анджелесе, который в прошлом году провел минимально инвазивную роботизированную операцию на спине футболиста старшей школы, после того как игрок сломал позвоночник в трех местах. Роботы собирают данные, которые возвращаются в алгоритмы искусственного интеллекта для улучшения планирования и точности. “Робот дает нам не только техническое преимущество”, – отметил Уокер, – “но и преимущество в данных”.

После операции футболист смог вернуться к нормальной жизнедеятельности и тренировкам через несколько недель вместо обычных 6 месяцев.

У молодых пациентов, по словам Уокера, важно сохранить их долголетие и избежать повреждения мышц, окружающих позвоночник. Роботизированные процедуры “оставляют как можно меньше следа на структуре позвоночника”.

Роботизированная хирургия: что должны знать пациенты и врачи

В Соединенных Штатах академические медицинские учреждения и больницы разработали свои собственные пути удостоверения. Многие роботизированные хирурги обучаются традиционным хирургическим техникам, а затем переходят к роботизированным процедурам, проходя веб-платные и очные курсы у производителей оборудования, тренируясь на образцах тканей, в виртуальной реальности и на неподвижных объектах (например, подбирая маленькие предметы или снимая ленту с поверхности).

Некоторые хирурги и медицинские центры предлагают роботизированное обучение для лиц, не принадлежащих к их учреждению. В колледже медицины Университета штата Огайо заинтересованные хирурги со всего мира могут приезжать, наблюдать за существующими и новыми роботизированными процедурами за 500 долларов в день.

«Самая большая проблема с робототехникой заключается в том, что она настолько автоматизирована, что иногда отнимает у пациентов возможность изучать анатомию», – сказал Уокер. «Нашей задачей является все же обучать пациентов анатомии и не полагаться только на технологии».

Пациенты должны изучить историю больницы в отношении использования робототехники и спросить, сколько процедур провели в их учреждении и хирург. Не все операции подходят для робототехники; пациенты и хирурги должны обсудить плюсы и минусы.

Проблемы

Робототехническая хирургия не обходится без споров. Обзор 50 случайных исследований 2021 года, сравнивающих робототехнические операции с лапароскопией и/или открытой хирургией для брюшной или тазовой операции, не выявил существенных различий в результатах.

Некоторые старые исследования указывают на риски или потенциально худшие результаты при некоторых процедурах. В 2018 году многоцентровое исследование, проведенное исследователями MD Anderson Cancer Center в журнале New England Journal of Medicine, сообщало о том, что у женщин с ранним раком шейки матки лапароскопическая или робототехническая минимально инвазивная радикальная гистерэктомия связана с более низкими показателями безрецидивного выживания и общего выживания по сравнению с открытой абдоминальной радикальной гистерэктомией. И в 2021 году FDA предупредило о запрете использования робототехнических хирургических устройств при мастэктомии.

Тем не менее, множество других недавних исследований подтверждают преимущества робототехнической хирургии.

Одно из препятствий: она не доступна везде. «Вы должны быть в месте, готовом вложить в это и верить в это как в технологию», – сказал Уокер.

Для некоторых специальностей высокая стоимость (цена da Vinci, по данным, составляет 2 миллиона долларов) может не оправдать вложений, сказал Йип, что препятствует росту.

По словам Фрэнсиса Саттера, врача-кардиохирурга госпиталя Ланкенау, входящего в состав Main Line Health, и давнего робототехнического хирурга, количество робототехнических операций на сердце снизилось за последние 10 лет.

«Для этого нет рынка», – сказал он. «Я надеюсь, что в годы, которые нас ждут, кардиохирурги проявят больше интереса».

Что дальше?

Полуавтономные устройства, выполняющие хирургические задачи, например, удерживание зажима на месте или удаление поврежденных тканей, могут начать появляться клинически в ближайшие 10 лет, – сказал Йип.

Подобно самоуправляемому автомобилю, они используют датчики для определения местоположения относительно анатомии и картографирования окружающей среды.

Когда-нибудь мы можем увидеть полностью автономных роботов, способных выполнять всю процедуру. В прошлом году в Johns Hopkins хирурги протестировали новую робототехническую технологию под названием Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), которая почти в реальном времени визуализирует и планирует свой следующий хирургический шаг. Они успешно потренировались с ним в четырех экспериментах, сшивая кишечник свиньи, который является мягким, гибким и сложным для операции тканью.

Для контроля кровотечения Йип сказал: «компьютер распознает кровь и сразу же пытается впитать ее, найти и зажать источник». Такие роботы могут быть сброшены с самолета, например, во время стихийных бедствий, для стабилизации пострадавших людей. Технология также может открыть двери для удаленной «телехирургии».

Тем не менее, опасения, что роботы полностью заменят хирургов, сильно преувеличены, говорят эксперты. В ближайшем будущем роботы будут усиливать работу хирурга, а не заменять ее, сказал Байдон из Mayo Clinic.