Καινούργιες προοπτικές στην ρομποτική χειρουργική δημιουργούνται από την πρώτη επιτυχημένη δοκιμή «αυτόματου» ρομπότ που πραγματοποίησε συρραφή μαλακών ιστών στο έντερο χοίρων. Η επέμβαση έγινε υπό την επιτήρηση γιατρών που δεν χρειάσθηκε να κάνουν σημαντικές διορθώσεις στη λειτουργία του.
Ενδεικτικό της επιτυχίας που είχε η αυτοματοποιημένη επέμβαση είναι το γεγονός ότι στο 40% των περιπτώσεων χρειάσθηκε ανθρώπινη παρέμβαση ενώ σε ποστοό 60% το αυτόματο ρομπότ λειτούργησε αυτόνομα, αλλά πάντα υπό την επιτήρηση των γιατρών που απλώς παρατηρούσαν.
Η επιστημονική ομάδα που το δημιούργησε σκοπεύει να προχωρήσει σε επιπλέον έρευνα ώστε να βελτιωθεί έτσι ώστε να χρησιμοποιηθεί και σε άλλης κατηγορίας επεμβάσεις. Πάντως με τα σημερινά δεδομένα λειτουργίας του οι συστηματικές κλινικές έρευνες αναμένεται να αρχίσουν σε δυο-τρία χρόνια.
Για ενα τόσο σημαντικό γεγονός αναμφίβολα αναμένονται και οι απόψεις των χειρουργών σχετικά με την μελλοντική χρήση αυτόματων ρομπότ σε επεμβάσεις όπως η συγκεκριμένη. Είναι ενδιαφέρον να δούμε πως θα αντιδράσουν νοιώθοντας ότι έτσι πιθανόν να παραγκωνίζονται παραδίδοντας στα «χέρια» των αυτόματων ρομπότ τη δουλειά τους.
Πως λειτουργεί
Το ρομπότ STAR (Smart Tissue Autonomous Robot) θεωρείται σήμερα η πλέον εξελιγμένη μονάδα αυτοματοποιημένης λειτουργίας για χειρουργική χρήση. Διαθέτει υδραυλικό βραχίονα που αρθρώνεται σε εφτά βαθμούς ελευθερίας και εργαλείο συρραφής ώστε να κάνει κινήσεις που θυμίζουν τις αντίστοιχες των γιατρών κατά την ώρα της επέμβασης.
Στον εξοπλισμό του περιλαμβάνονται και αισθητήρες ώστε να «νοιώθει» πόσο δυνατά πιέζει τους ιστούς προκειμένου τα ράμματα να γίνονται κατά το δυνατόν με σταθερά εφαρμοζόμενη δύναμη.
Είναι κατασκευασμένο ώστε να «βλέπει» κοντά στο υπέρυθρο μέρος του φάσματος επιλογή που παραπέμπει στην τεχνολογία νυχτερινής όρασης για στρατιωτική χρήση. Θυμίζει δηλαδή τους στρατιώτες με τα ειδικά γυαλιά που χάρη σε αυτά βλέπουν στο σκοτάδι.
Η μηχανική όραση στο υπέρυθρο επελέγη γιατί κατά την διάρκεια της επέμβασης προσφέρει συνολικά καλύτερη εικόνα σε ένα οπτικά αλλά και μηχανικά «δύσκολο» περιβάλλον που ενδεχομένως να δυσκολεύει το ανθρώπινο μάτι. Για ακόμη μεγαλύτερη ακρίβεια στον τρόπο που αντιλαμβάνεται την πραγματικότητα το ρομπότ συνθέτει τρισδιάστατες εικόνες χάρη σε ειδικό αλγόριθμο.
Οι δημιουργοί του θεωρούν ότι ο συνδυασμός μηχανικής όρασης στο υπέρυθρο φάσμα με τις τρισδιάστατες εικόνες του δίδουν την δυνατότητα να βλέπει καλύτερα σε χειρουργικές επεμβάσεις επι μαλακών ιστών.
Σε αντίθεση με τις ρομποτικές επέμβασεις σε σκληρές επιφάνειες, όπως για παράδειγματα τα οστά, οι μαλακοί ιστοί αλλάζουν εύκολα θέση γι’ αυτό και χρειάζονται συνεχείς μικροδιορθώσεις στη θέση του μηχανισμού συρραφής επομένως μεγάλη ακρίβεια κινήσεων και όρασης.
Το STAR είναι η δημιουργία ομάδας ερευνητών από τους τομείς των υπολογιστών και της ιατρικής. Επικεφαλής είναι Peter Kim, βιοχημικός στο παιδιατρικό τομέα του Εθνικού Συστήματος Υγείας στην Ουάσιγκτον. Η εργασία τους δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Science Translational Medicine.
Η επέμβαση
Για τις ανάγκες της δοκιμής σε αυτή τη διαδικασία που λέγεται εντερική αναστόμωση, το αυτόματο ρομπότ χρησιμοποιήθηκε για την συρραφή δυο τμημάτων εντέρου σε χοίρο που βρισκόταν σε αναισθησία.
Το συγκεκριμένο ζώο επελέγη λόγω της εσωτερικής ομοιότητας του προς τον άνθρωπο. Η εντερική αναστόμωση θεωρείται μια κοινή επέμβαση και γίνεται όταν για παράδειγμα χρειάζεται να αφαιρεθεί ένα τμήμα εντέρου και κατόπιν να συρραφούν τα δυο άκρα.
Στις συμβατικές χειρουργικές επεμβάσεις ο έμπειρος γιατρός κάνει συρραφή στα δυο τμήματα του εντέρου, ουσιαστικά σε δυο κολλώδεις σωλήνες, χρησιμοποιώντας μόνον μια βελόνα και το ειδικό νήμα. Ανάλογα με τις συνθήκες της στιγμής αποφασίζει πως ακριβώς θα κινηθεί, την απόσταση ανάμεσα σε διαδοχικά ράμματα, πόσο πολυ θα πιέσει επάνω στους ιστούς κλπ.
Κατά την εγχείρηση το ρομπότ έκανε τις ίδιες εργασίες και όπως διαπιστώθηκε χρειάσθηκε τον τριπλάσιο χρόνο συγκριτικά με τους γιατρούς.
Συγκριτικά με τις επεμβάσεις των γιατρών η μηχανή θεωρείται ότι έκανε συνολικά ακριβέστερη εργασία ως προς την απόσταση ανάμεσα σε διαδοχικά ράμματα, την δύναμη που εφάρμοζε κάθε φορά κατά την χρήση της βελόνας και τελικώς της στεγανότητας που πέτυχε στο έντερο.
Επεμβάσεις όπως η συγκεκριμένη παρουσιάζει σημαντική δυσκολία καθώς οι κολλώδεις ιστοί βρίσκονται μέσα σε ένα μηχανικά δυναμικό περιβάλλον και γι’ αυτό είναι αναγκαίο η συρραφή να γίνει με την μέγιστη δυνατή ακρίβεια.
Οπως αναφέρουν οι κατασκευαστές του σύντομα θα είναι σε θέση να κάνει επεμβάσεις για αφαίρεση χοληδόχου κύστεως και πλήρη σκωληκοειδεκτομή.
Μέχρι τώρα οι ρομποτικές επεμβάσεις πραγματοποιούνται χειροκίνητα που σημαίνει ότι κάθε στιγμή οι κινήσεις των μηχανικών τμημάτων ελέγχονται από τον γιατρό.
Κορυφαία περίπτωση για τη χειρουργική επέμβαση σε μαλακούς ιστούς θεωρείται το σύστημα da Vinci από την Intuitive Surgical, όμως δεν είναι αυτοματοποιημένο για όλα τα στάδια.
Μερικές από τις επεμβάσεις που γίνονται σήμερα με την συνδρομή ρομπότ είναι ορθοπεδική αρθροπλαστική γόνατος, χειρουργική επέμβαση ματιών Lasik, και μεταμοσχεύσεις μαλλιών.
