На главную Написать письмо редактору сайта Поиск по сайту
 
 
информационный стоматологический сайт
 
Главная
Новости
Новинки
Статьи
 Ортопедическая
 Терапевтическая
 Зуботехническая
 Имплантология
 Менеджмент
Фотогалерея
Форумы
Конкурс
База
Гостевая
Статистика
Вакансии
Резюме
Запись на прием
СтоматТоп
Справочник
Юмор
Рекламодателям
Поиск по сайту
Контакты
Эксперимент
ДентаВики
Каталог книг
Меценатам
Карта



Новая возможность
- чтобы быть в курсе последних обновлений, Вы можете подписаться на новости нашего сайта.
Подписаться:
E-mail:
 


Рейтинг@Mail.ru





[ 1 ] [ 2 ] [ к списку статей ]

Применение робот-ассистированных систем для операций в области головы и шеи

Статья опубликована в журнале Голова и шея. 2019; №2(том 7), стр. 52-63.

Doi: 10.25792/HN.2019.7.2.52–63

Авторы:


Уханов М.М.- врач-стоматолог, г. Москва.
E-mail: uhanov1@yandex.ru

http://www.datadental.ru/dent/form_1/
Иващенко А.В.- д.м.н., директор ООО "Инновационный стоматологический центр", г. Самара.
Федяев И.М.- д.м.н., профессор кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ГБОУ ВО "Самарский государственный медицинский университет" Минздрава России.
Яблоков А.Е. - ординатор кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ГБОУ ВО "Самарский государственный медицинский университет" Минздрава России.
Колганов И.Н. - аспирант кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ГБОУ ВО "Самарский государственный медицинский университет" Минздрава России.
Тлустенко В.П. - д.м.н., заведующая кафедрой ортопедической стоматологии ГБОУ ВО "Самарский государственный медицинский университет" Минздрава России.

Введение

В настоящее время в медицине используются робот-ассистированные системы, не оснащенные искусственным интеллектом, при этом они находятся или под непосредственным управлением человека, или выполняют задание, созданное и спланированное доктором.

В челюстно-лицевой хирургии и хирургической стоматологии робот-ассистированные системы применяются при операциях в области головы и шеи, а также при установке дентальных имплантатов.

Kavanagh KT в 1994 г. выполнил преклиническое исследование по применению робот-ассистированной хирургии в отоларингологии [1]. Было выполнено 5 антростомий на височных костях черепа человека с использованием робота и передачи изображения оперативного поля, измерена точность выполнения отверстий, представлены возможности применения роботизированной хирургии в будущем.

Lueth TC и др. в 1998 предложили первый действующий робот под названием OTTO для операций в челюстно-лицевой области [2]. Однако, он представлял собой не отдельное устройство, а комплекс оснащения операционной, специально разработаные манипуляторы с инструментами и программное обеспечение. Для эксперимента была использована операционная в клинике Charite при университете Humboldt-University в Берлине. Операционная была оснащена мобильным компьютерным томографом (Philips/Analogic TomoScan M), мощным компьютером с программами для просмотра томограмм и планирования операций (AMIRA-ANAPLAST), системой оптической локализации (ImageGuided PixSys 3000), двумя роботами - PUMA 500 (для размещения датчиков и контроля) и MSS SurgiScope (для выполнения операций), оснащенных специальными манипуляторами для фиксации датчиков, жесткого катетера и стоматологического наконечника с электромотором. Несколько экспериментальных операций было выполнено на фантомах и головах свиней.

Подобное исследование на фантомах, но с другим роботом и другим программным обеспечением было выполнено также в 1998 г. Burghart CR и др. [3-5].

Внедрение в клиническую практику робот-ассистированных операций для удаления новообразований в области головы и шеи, для установки дентальных имплантатов и удаления зубов состоялось уже в 21 веке. В обзоре De Ceulaer J и др. (2012) отмечен резкий рост публикаций о применении робот-ассистированных операций в области головы и шеи с 2009 года [6]. Однако, в России до сих пор такие операции не получили широкого распространения.

Заболеваемость злокачественными новообразованиями в области головы и шеи в России остается высокой и составляет в среднем 33 тысячи больных с первично установленным диагнозом ежегодно - это 20% от общего количества, и занимает 6-е место в общей структуре онкологических заболеваний с приростом в 23,6% за 10 лет [7]. В структуре смертности от рака злокачественные опухоли головы и шеи занимают 8-е место [8].

В настоящее время в России, США и Европе наблюдается значительный рост числа случаев заболевания орофарингеальной плоскоклеточной карциномой, что связывают с эпидемией вируса паппиломы [9]. В течение 10 лет (с 2003 по 2013 г.) в России отмечено увеличение числа заболевших раком гортани с 6,5 до 8 тыс. человек. Из-за изменения основных канцерогенных факторов: вместо табакокурения и алкололя – вирусы паппилом и Эпштейна – Барр, и особенностей передачи вируса: основной путь – орогенитальный, изменилась структура заболеваемости: в основном заболевают мужчины европеоиды в возрасте от 40 до 59 лет, а вместо поражения передних отделов ротовой полости: губы и дно полости рта, чаще возникает рак ротоглотки [8,9]. Mehta V. и др. сравнивали заболеваемость орофарингеальной плоскоклеточной карциномой в различных возрастных группах в период с 1973 по 2006 год [10]. Было установлено, что доля больных 40–59 лет увеличилась с 35 до 45 %, а доля больных 60–79 лет уменьшилась с 52 до 40 %. Прогнозируется, что заболеваемость раком ротоглотки, связанной с вирусом паппиломовируса, к 2020 г. превысит заболеваемость раком шейки матки, а к 2030 г., как предполагается половина случаев рака головы и шеи будет связана с вирусом паппиломовируса [11].

Цель статьи – провести анализ возможности применения робот-ассистированных систем при операциях в области головы и шеи.

Применение роботов для операций в области головы и шеи (TORS)

TransOral Robotic Surgery (TORS) – это методика минимально-ивазивной робот-ассистированной операции, которая позволяет удалять доброкачественные и злокачественные опухоли из полости рта и горла.

История TORS начинается с 2003 года, когда Haus BM и др. выполнили серию операций на шее четырех животных с применением робота Da Vinci [12]. Было тщательно задокументировано операционное время потраченное на выполнение различных процедур, клиническое состояние животных, величина кровопотери, оценены риски осложнений (воздушной эмболии и случайной травмы кровеносных сосудов).

В 2005 г. McLeod IK и Melder PC впервые выполнили операцию в области головы и шеи (удаление валлекулярной кисты) при помощи робота с доступом через рот, без выполнения наружных разрезов [13].

Разработчиками методики TORS признаны американские хирурги Bert W. O’Malley и Gregory S. Weinstein (рис. 1 и 2) из университета Пенсильвании (США). В 2006 году они опубликовали в журнале Laryngoscope свое исследование в котором описали, как вначале отработали методику TORS в 10 операциях на трупах, а затем выполнили операцию удаления опухоли основания языка с помощью робота через ротовую полость у трех пациентов [14]. В 2011 г. Bert W. O’Malley и Gregory S. Weinstein выпустили книгу «Transoral Robotic Surgery (TORS)» с подробным описанием методики операции [15]. На базе кафедры отоларингологии университета Пенсильвании с 2006 года действует учебный центр по обучению хирургов операции TORS (https://oto.med.upenn.edu/education/62-2/ ). Программа обучения TORS включает в себя операции на трупах, виртуальное обучение и наблюдение за реальными операциями.


Рис. 1. Bert W. O’Malley – глава факультета отоларингологии (хирургии головы и шеи), профессор радиационной онкологии, профессор отоларингологии в нейрохирургии.


Рис. 2. Gregory S. Weinstein – директор отделения хирургии головы и шеи, заместитель главы факультета отоларингологии: хирургии головы и шеи, профессор отоларингологии.

Устройство операционной для выполнения TORS

Операция TORS была разработана и в настоящее время наиболее часто выполняется с использованием робота Da Vinci (Intuitive Surgical Inc). Операционная с роботом Da Vinci состоит из трех основных частей: хирургическая часть, стойка визуализации и хирургическая консаль (рис. 3,4) [16,17].


Рис. 3. Схема операционной с роботом Da Vinci для выполнения операции TORS [16,17].



Рис. 4. Вид операционной во время выполнения операции TORS [16].


Хирургическая часть или собственно оперирующий робот состоит из четырех «рук-манипуляторов»: одна «рука» удерживает стереоскопическую камеру (0-30 градусов, 12 мм, с двумя оптическими каналами – каждый 5 мм), другие три манипулятора удерживают инструменты EndoWrist (Intuitive Surgical Inc.) размером 5 мм (педиатрический размер) или 8 мм (стандартный размер), которые легко заменяются хирургическим персоналом по требованию.

Стойка визуализации оснащается двумя источниками света, инсуффлятором, компьютером с программным обеспечением, которое позволяет просматривать трехмерное изображение (КТ и т.д.). Обычно на стойке установлен второй монитор компьютера для ассистента хирурга.

Хирургическая консоль воспроизводит два изображения, по одному на каждый глаз. Это создает трехмерное изображение, которое значительно улучшает восприятие глубины в пределах хирургического поля. Кроме того, консоль является интерфейсом для хирурга по управлению хирургическими инструментами и «руками-манипуляторами». Консоль оснащена педалями для контроля камеры и захвата инструмента манипулятором, настройки фокуса и электрокоагуляции. Возможна персональная настройка управления. Инструменты EndoWrist контролируются хирургом на главной консоли и обеспечивают множество степеней свободы, включая бросок, угловой поворот вокруг вертикальной оси и вращение вокруг продольной оси, плюс две дополнительных степени свободы в запястье и две других для приведения инструмента в действие – всего семь степеней свободы (у эндоскопических инструментов только 4 степени свободы) [18].

Консоль с хирургом должна располагаться в конце операционной, чтобы минимизировать препятсвия и максимизировать коммуникацию между хирургом и его ассистентом во время операции TORS, позволяя освободить пространство для маневра тележки с хирургическим роботом, которая располагается с правой стороны от пациента, напротив хирурга. Медсестра и стойки с инструментами располагаются на другой стороне от пациента, также напротив хирурга. Аппарат анастезии и анастезиолог находятся в области ног пациента (рис.3).

Введение в анастезию обычно проводится без перемещения пациента; эта методика подробно описана Chi и др. (2010) [19]. Такая методика немного усложняет введение, но значительно упрощает настройку процедуры, экономя 15-20 мин на клинический случай. Выполнение индукции через анастезиологический аппарат не требует отключения/повторного подключения четырех проводов, контролирующих устройств или контура анестезии, что позволяет избежать запутывания проводов с оборудованием робота. Кроме того, при лежачем положении пациента дыхательный путь обеспечивается благодаря стандартной эндотрахеальной интубации и трубка фиксируется надлежащим образом. Защитные очки и мягкие назубные каппы используются для защиты пациента.

После введения в анестезию стойка с роботом устанавливается справа от пациента, а столик с эндоскопами и столик медсестры располагаются слева. Затем хирург устанавливает ретрактор в полости рта пациента, чтобы достичь хирургического раскрытия, и три, стерильно задрапированных, роботизированных «руки» располагаются в хирургической позиции (рис.3,4 и 5).



Рис. 5. Операционный стол с пациентом и расположение роботизированных манипуляторов [16].


Роторасширители для операции TORS

Dingman mouth retractor (Mueller, SanDiego, California) – имеет регулируемые лезвия для отвода щеки, создает удовлетворительное раскрытие, не препятствует движению инструмента, предоставляет возможность выполнять эндоларингеальные ушивания поражений полости рта и ротоглотки (рис. 6) [20].



Рис. 6. Dingman mouth retractor (Mueller, SanDiego, California).

Согласно руководству Weinstein GS и O'Malley BW от 2008 г. при выполнении операции TORS с использованием робота da Vinci для обнажения гортани и гортаноглотки лучше использовать роторасширитель FK retractor (Feyh-Kastenbauer system) (Gyrus ACMI, Southborough, Massachusetts) (рис. 7)., а для операций в области миндалин и основания языка - роторасширитель Crow-Davis (Storz, Tuttlingen, Germany) (рис. 8) [16].



Рис. 7. Роторасширитель FK retractor (Feyh-Kastenbauer system) (Gyrus ACMI, Southborough, Massachusetts).



Рис. 8. Роторасширитель Crow-Davis (Storz, Tuttlingen, Germany).

Weinstein GS и O'Malley BW внесли изменения в оригинальную ретракторную систему FK, чтобы оптимизировать ретрактор для использования совместно с роботом da Vinci. Новая модель ретрактора теперь называется FK-WO (Feyh-Kastenbauer Weinstein-O'Malley) (Olympus) (рис.9.). Модификации заключались в расширении апертуры рамки, чтобы обеспечить больше места для инструментов и камеры, а также новые лезвия для экспонирования надглотки.



Рис. 9. Роторасширитель retractor FK-WO (Olympus).

Remacle M и др. (2011) предложили свою конструкцию ретракторной системы для выполнения операции TORS - Laryngeal Advanced Retractor System (LARS) (Fentex, Tuttlingen, Germany) (рис. 10) [20]. По мнению авторов он обладает следующими преимуществами:

  • изогнутый каркас позволяет легче адаптировать ретрактор к форме лица пациента;
  • каркас расширен горизонтально, чтобы облегчить движение манипуляторов робота;
  • адаптируемый и съемные вертикальные балки для крепления дополнительных инструментов;
  • две системы, позволяющие движение лезвий во многих направлениях.

Рис. 10. Роторасширитель retractor LARS (Fentex, Tuttlingen, Germany).

Для выполнения операции TORS с роботом Flex Robotic System предлагается использовать роторасширитель Medrobotics Flex Retractor (рис.11) [21].

Рис. 11. Роторасширитель Medrobotics Flex Retractor.

Роботы для операции TORS

Для выполнения операции TORS могут использоваться различные роботы. В 2009 году, после ряда публикаций об успешном лечении онкологических заболеваний по методу TORS, FDA выдало разрешение на применение TORS при ранних стадиях заболевания (T1-T2) [22]. В настоящее время фирмой Intuitive Surgical Inc (США) разработано уже несколько поколений роботов (рис.12), в 2014 году был выпущен на рынок робот Da Vinci Xi (https://www.intuitive.com/en/products-and-services/da-vinci/systems ). В исследовании Alessandrini M и др. (2018) отмечено, что современная модель робота Da Vinci Xi предоставляет клинические преимущества при выполнении операции TORS по удалению карциномы основания языка: более короткое операционное время и меньше потеря крови во время операции, по сравнению с предыдущей моделью робота - Da Vinci Si [23].

Рис.12. Четыре поколения роботов Da Vinci компании Intuitive Surgical Inc (США).

Компания Medrobotics (США) разработала робот-ассистированную систему для выполнения операции TORS - Flex Robotic System (рис.13) (https://medrobotics.com/ ).

Рис.13. Робот-ассистированная система Flex Robotic System от компании Medrobotics (США).

В 2012 г. Rivera-Serrano CM и др. выполнили успешную визуализацию гортани на трупе человека трансорально с использованием Flex Robotic System [24]. Удобство применения этого гибкого робота для визуализации гортани было подтверждено в последующих исследованиях [25,26].

В 2014 CE и в 2015 году FDA одобрило применение Flex Robotic System для операции TORS, в настоящее время проводятся клинические исследования этой системы [21, 27-35].

На сегодняшний день, для выполнения операций TORS в США и ЕС используются две системы роботов: da Vinci и Flex Robotic System (рис. 14) [36, 37].

Рис.14. Эволюция робот-ассистированных систем для выполнения TORS [36].

Poon H и др. (2018) суммировали в таблице преимущества и недостатки робот-ассистированных систем da Vinci и Flex Robotic System (см. таблицу) [36].

В 2016 году Holsinger FC опубликовал результаты преклинического исследования на трупах прототипа робота от компании Intuitive Surgical Inc (США) – da Vinci SP (рис. 15) для применения в операции TORS. Эта робот ассистированная система имеет один гибкий манипулятор с инструментами и камерой, что делает его более эргономичным и упрощает выполнение операции [38].

Рис. 15. Прототип робот-ассистированной системы da Vinci SP.

В 2018 г. Tsang RK и др. опубликовали первое клиническое исследования применения робота da Vinci SP для выполнения операции TORS [39]. Была выполнена радикальная тонзилэктомия и иссечение ретрофарингеального лимфатического узла у пациента 63 лет с плоскоклеточной карциномой левой миндалины T1N1M0. Автор отметил эргономичность и удобство этого робота, но он не предоставляет обратной тактильной чувствительности, что может привести к чрезмерным усилиям на ткани во время операции.

Компания Endomaster Pte Ltd из Сингапура разрабатывает робот-ассистированную систему EndoMaster. Tay G и др. (2018) выполнили 4 операции TORS (радикальная тонзилэктомия) на трупах с применением прототипа системы Endomaster [40]. Они отметили хорошую визуализацию операционного поля и компактность робота (рис. 16). Предполагается, что стоимость Endomaster будет значительно ниже существующих аналогов для выполнения операции TORS.

Рис. 16. Выполнение операции TORS с прототипом робот-ассистированной системы EndoMaster [40].

Существует еще несколько перспективных робот-ассистированных систем, которые в будущем возможно будут применяться для операции TORS: Auris Robotic Endoscopy System (Auris Health, Inc, США), Versius Robotic Surgery System (CMR Surgical Ltd, Великобритания), Single Port Orifice Robotic Technology (Titan Medical Inc., Канада), Senhance Surgical System (TransEnterix, Inc., США), K-FLEX endoscopic surgical robot (KAIST, Южная Корея) .



Далее: [ 1 ] [ 2 ] [ к списку статей ]

Copyright by Dental-revue © 2001