2.6 Робототехника
Системы телеманипуляции основаны на так называемой схеме «ведущий-ведомый». Хирург управляет роботизированным манипулятором на расстоянии, к которому можно присоединять инструменты и использовать их для выполнения хирургических манипуляций и задач. Хирург взаимодействует с манипулятором с помощью контроллера движения. Контроллер может управляться хирургом, находящимся либо рядом с местом операции, либо за консолью (что позволяет отделить хирурга от пациента и операционного поля). В зависимости от требуемого уровня точности (управление движениями глаз и / или головы пациента) также может потребоваться люстра внутриглазного освещения и / или специальное устройство для стабилизации или позиционирования головы. Движения, генерируемые контроллером, передаются в компьютер, который преобразует и адаптирует движение к роботизированной руке в зависимости от требуемой (внутриглазной) задачи. Роботизированные функции, такие как режим ожидания, сохранение положения и границ продвижения, являются преимуществами телеоперационных систем, которые позволяют хирургу поддерживать точный обзор и контролировать движения в операционном поле. Хирургическая визуализация (с использованием современных систем визуализации) не изменилась и осуществляется с помощью окуляров микроскопа или цифрового 3D-изображения на внешнем мониторе (рис. 2.6.3).
Рисунок 2.6.3
Микроманипулятор Preceyes позиционируется для проведения операции на правом глазу свиньи. Хирург управляет контроллером движения с височной стороны глаза в пределах операционного поля и в пределах досягаемости самого глаза. Хирург остается в стандартной позе в операционной. В левой руке он держит ручной эндоскоп (свободная рука).
(Изображение предоставлено компанией PRECEYES b.v. Эйндховен, Нидерланды)
Роботизированная хирургическая система Preceyes (PRSS) — это телеметрическая система, получившая одобрение CE для использования в витреоретинальной хирургии без каких-либо ограничений по конкретным задачам. К PSS можно подключить несколько различных интраокулярных инструментов, одобренных для использования, что повышает универсальность платформы. Взаимодействие с iOCT и, в будущем, с зондами OCT, встроенными в наконечники инструментов, позволит получать высокоточные изображения и определять границы движения инструментов в реальном времени.
Пути к Клинической практике и будущие ожидания
Для лечения некоторых патологий сосудов сетчатки, таких как окклюзия вен сетчатки, артериовенозные мальформации или даже макроаневризмы сетчатки, необходимо надёжное средство для канюлирования сосудов сетчатки. В глазах трупов возможна самостоятельная канюляция вен сетчатки на расстоянии нескольких диаметров диска от зрительного нерва.[15,16,17,18] Однако на некотором расстоянии от зрительного нерва для стабилизации вены или канюли требуются вспомогательные устройства (в условиях живого организма, как только достигается первая точка разветвления сосудов, требуется вспомогательное устройство). Для преодоления некоторых из этих ограничений в качестве решения была предложена робототехника. Роботизированная помощь повышает точность хирургических операций в 5–10 раз, обеспечивая при этом демпфирование дрожания и масштабирование движений. Уэта и др. успешно провели канюляцию вен сетчатки у живых кошек в лабораторных условиях.[19] Де Смет и др.[11] описали надежный метод канюляции вен сетчатки с помощью роботизированного (микроманипулятора), который можно использовать с существующим хирургическим оборудованием и инструментами (рис. 2.6.4).
Рисунок 2.6.4. Введение окриплазмина проксимально по отношению к венозному тромбозу в глазу свиньи с помощью робота Preceyes.
(Изображение предоставлено компанией PRECEYES b.v. Эйндховен, Нидерланды)
Кроме того, он продемонстрировал возможность устранения окклюзии вен сетчатки путём введения в место окклюзии физиологического аналога плазмина. Протокол канюляции включал в себя минимальное количество хирургических этапов и осуществлялся с помощью роботизированной микроманипуляции. Дистанционный центр управления движением и масштабированием позволяет точно позиционировать наконечник инструмента, а протоколы остановки движения, прокалывания тканей и запоминания положения облегчают выполнение важнейших хирургических этапов. Другие сосудистые аномалии можно лечить локально аналогичным образом, например, эмболизировать капиллярные гемангиобластомы сетчатки по типу Гиппеля-Линдау или макроаневризмы артерий сетчатки.
Операция по имплантации сетчатки — ещё одна область, в которой может быть полезна робототехника.[20,21,22] Эти устройства передают электрический сигнал через множество электродов, которые для оптимальной активации должны взаимодействовать с определёнными слоями сетчатки. Внутриглазная роботизированная система может предоставить хирургу механизм для манипуляций, способный точно ориентировать имплантат и его электроды для установки на нужную глубину в сетчатке. Кроме того, глубина имплантации может быть дополнительно определена с помощью iOCT, прикрепленного к наконечнику роботизированного инструмента, который потенциально может обеспечить более детальное изображение расположения имплантата по сравнению с OCT, установленным на микроскопе.
Доставка лекарств, в частности генная терапия, в субретинальное пространство вызывает значительный интерес с тех пор, как было одобрено применение Voretigene neparvovec (Luxturna®), генной терапии RPE65. Возможность вводить точное количество лекарства под сетчатку, не повреждая мембрану Бруха, является сложной задачей, особенно при заболеваниях сетчатки.[18] Робототехника обеспечивает точность и аккуратность, устраняя любые временные ограничения. С помощью робота можно ввести иглу на нужную глубину в сетчатку, избежать растяжения сетчатки в месте ретинотомии, медленно и целенаправленно ввести препарат и безопасно извлечь иглу. Все это возможно с помощью робота, но труднодостижимо вручную. Роботизированная техника не только позволяет оптимизировать технику субретинальной инъекции, но и потенциально обеспечивает более длительное сохранение препарата в субретинальном пространстве по сравнению с ручными процедурами, при которых практически неизбежен реflux.
Маберли и др.[23] сравнили хирургическую роботизированную систему Preceyes (PSS) с ручным удалением внутренней пограничной мембраны сетчатки (ВПМ) с помощью симулятора Eyesi (VRmagic Holding AG, Turley-Str. 20, 68167 Мангейм, Германия). В исследовании приняли участие 23 хирурга, оперирующих стекловидное тело и сетчатку. Хотя среднее время операции при ручном подходе было меньше (5 против 9 минут, парный t-критерий, p=0,002), робот сократил количество движений инструмента, необходимых для проведения пилинга, и показал, что роботизированный захват ILM выполняется так же легко, как и с помощью ручных щипцов. Самое главное, что при использовании робота повысилась безопасность операции. При использовании роботизированной системы было меньше кровоизлияний в макулу (из-за прикосновения к поверхности сетчатки) по сравнению с ручным пилингом. Более того, при использовании роботизированной системы полностью исключались повреждения сетчатки (более глубокие проколы сетчатки), в то время как при использовании ручной системы они случались как минимум один раз за процедуру. Это исследование также показало, что для достижения таких результатов хирургам-витреоретинальным хирургам требовалось лишь ограниченное обучение. Аналогичные результаты были получены в ходе исследования, проведённого в Копенгагене.[24]
Первое исследование безопасности и жизнеспособности внутриглазной роботизированной хирургии на людях было проведено в Оксфорде Робертом Маклареном в качестве рандомизированного клинического исследования, сравнивающего роботизированную и мануальную хирургию сетчатки у пациентов, перенесших удаление эпиретинальных оболочек (ERM) или ILM.[21] Трем пациентам также проводилось лечение субмакулярного кровоизлияния с помощью субретинальной инъекции раствора рекомбинантного тканевого активатора плазминогена (r-tPA) (Alteplase, Берингер Ингельхайм, Германия). Ни в одном из случаев не было отмечено каких-либо проблем с безопасностью. Как и в случае моделирования, в группе с роботизированной ассистенцией было отмечено меньше поверхностных кровоизлияний в сетчатку, хотя время операции было несколько увеличено по сравнению с традиционными хирургическими подходами.
Выводы
Роботизированная витреоретинальная хирургия была доказана в ряде исследований как безопасная и выполнимая с ограниченным сроком обучения. Точность и предотвращение распространенных осложнений, по-видимому, являются одними из прямых преимуществ этого подхода, в то время как увеличение времени операции на данном этапе является потенциальным ограничением. Робототехника предлагает потенциальное решение некоторых наших текущих хирургических задач, включая точную терапевтическую доставку и микрохирургию с минимальной локализацией.