Ռոբոտային վիրաբուժություն

Ռոբոտային վիրաբուժությունը (անգլ.` Robotic Surgery կամ Robot-assisted Surgery), վիրաբուժության տեսակ է, որն ընթանում է արհեստական բանականությամբ օժտված  ռոբոտների անմիջական մասնակցությամբ։

Ռոբոտային վիրաբուժությունը թույլ է տալիս բժիշկներին կատարել բազմաթիվ տեսակի բարդ ընթացակարգեր ավելի ճշգրիտ, ճկուն և վերահսկելի եղանակով, քան դա հնարավոր կլիներ կատարել սովորական տեխնիկայի միջոցով։ Այն սովորաբար կապված է մինիմալ-ինվազիվ վիրահատության հետ։ Ռոբոտային վիրաբուժությունը երբեմն օգտագործվում է նաև ավանդական բաց վիրաբուժական միջամտությունների ժամանակ։ Ռոբոտները գերմարդկային ունակություն ունեն կրկնել ճշգրիտ շարժումները։ Սա չափազանց օգտակար է, օրինակ, մազերի փոխպատվաստման վիրահատությունների համար։ Վիրաբույժը, հատուկ վահանակի առջև նստած լինելով հնարավորություն է ստանում կառավարելու վիրաբուժական համակարգը ոտքերի և ձեռքերի միջոցով, ինչը թույլ է տալիս նրան հեռակա և ճշգրիտ վերահսկել ռոբոտացված ձեռքերին ամրացված վիրաբուժական գործիքները։

Ռոբոտային վիրաբուժությունը արագորեն ընդունվել է ԱՄՆ-ի և Եվրոպայի հիվանդանոցների կողմից` մի շարք հիվանդությունների բուժմանը նպաստելու նպատակով։

Պատմություն 
Ռոբոտաշինության պատմությունը վիրաբուժության մեջ սկսվում է Puma 560-ով, ռոբոտ, որն օգտագործվել է 1985 թվականին Kwoh et al-ի կողմից՝ ավելի մեծ ճշգրտությամբ նյարդավիրաբուժական բիոպսիաներ կատարելու համար։ Այս համակարգը ի վերջո հանգեցրեց PROBOT-ի զարգացմանը։ Մինչ PROBOT-ը մշակվում էր, Սակրամենտոյում գտնվող CA-ի Integrated Surgical Supplies Ltd.-ն մշակում էր ROBODOC-ը։ Այն FDA-ի կողմից հաստատված առաջին վիրաբուժական ռոբոտն էր։ Նաև 1980-ականների կեսերին և ուշ 1980-ին վիրտուալ իրականության վրա աշխատող ազգային օդատիեզերական վարչության (NASA) հետազոտական ​​կենտրոնի մի խումբ հետազոտողներ շահագրգռված էին օգտագործել այս տեղեկատվությունը հեռադիտական ​​վիրաբուժության զարգացման համար։ 1990-ականների սկզբին NASA-Ames թիմի մի քանի գիտնականներ միացան Ստենֆորդի հետազոտական ​​ինստիտուտին (SRI): Աշխատելով SRI-ի այլ ռոբոտոկիստների և վիրտուալ իրականության փորձագետների հետ՝ այս գիտնականները ձեռքի վիրահատության համար մշակեցին ճարպիկ հեռակառավարիչ։ Նրանց նախագծման հիմնական նպատակներից մեկն այն էր, որ վիրաբույժին տան ոչ թե սենյակից այն կողմ, այլ ուղղակիորեն հիվանդի վրա վիրահատելու զգացում։ Մինչ այս ռոբոտները մշակվում էին, ընդհանուր վիրաբույժներն ու էնդոսկոպիստները միացան զարգացման թիմին և հասկացան, որ այս համակարգերն ունեն ներուժ սովորական լապարոսկոպիկ վիրաբուժության սահմանափակումների բարելավման համար։ 

ԱՄՆ-ի բանակը նկատեց SRI-ի աշխատանքը և հետաքրքրվեց պատերազմի ժամանակ մահացությունը նվազեցնելու հնարավորությամբ՝ «վիրաբույժին վիրավոր զինվորի մոտ բերելով հեռուստատեսությամբ»։ ԱՄՆ բանակի ֆինանսավորմամբ ստեղծվեց մի համակարգ, որի համաձայն վիրավոր զինծառայողին կարող էին տեղափոխել մեքենա ռոբոտացված վիրաբուժական սարքավորումներով և վիրահատել հեռակա վիրահատությամբ մոտակա շարժական առաջադեմ վիրաբուժական հիվանդանոցում (MASH): Այս համակարգը, ինչպես և հույս կար, կնվազեցներ պատերազմի ժամանակ մահացությունը՝ կանխելով վիրավոր զինվորների՝ մինչև հիվանդանոց հասնելը։ Այս համակարգը հաջողությամբ ցուցադրվել է կենդանիների մոդելների վրա, բայց դեռ չի փորձարկվել կամ ներդրվել մարտական ​​գործողությունների զոհերի իրական խնամքի համար։ 

Բանակի վիրաբուժական ռոբոտային համակարգերի վրա աշխատող մի քանի վիրաբույժներ և ինժեներներ ի վերջո ստեղծեցին առևտրային ձեռնարկություններ, որոնք հանգեցրին ռոբոտաշինության ներդրմանը քաղաքացիական վիրաբուժական համայնքին։  Հատկապես, Computer Motion, Inc.-ը (Սանտա Բարբարա, Կալիֆոռնիա), օգտագործեց բանակի տրամադրած սերմերը` օպտիմալ դիրքի ավտոմատացված էնդոսկոպիկ համակարգը (AESOP) մշակելու համար։ Այն ռոբոտացված թև է, որը վերահսկվում է վիրաբույժի ձայնային հրահանգներով` շահարկելու էնդոսկոպիկ տեսախցիկը։ AESOP-ի շուկա դուրս գալուց կարճ ժամանակ անց Mountain View, CA-ի Integrated Surgical Systems-ը (այժմ` Intuitive Surgical) լիցենզավորեց SRI Green Telepresence Surgery համակարգը։ Այս համակարգը ենթարկվեց լայնածավալ վերափոխման և նորից ներկայացվեց որպես Da Vinci վիրաբուժական համակարգ։ Մեկ տարվա ընթացքում Computer Motion-ը արտադրության մեջ դրեց Zeus համակարգը։

Վիրաբուժական համակարգեր

Da Vinci վիրաբուժական համակարգ 
 
Da Vinci վիրաբուժական համակարգը ռոբոտային վիրաբուժական համակարգ է, որը պատրաստվել է ամերիկյան Intuitive Surgical ընկերության կողմից։ Հաստատված լինելով  FDA-ի կողմից` այն օգտագործվում է նվազագույն-ինվազիվ մոտեցման միջոցով վիրահատությունների դյուրացման համար։

Da Vinci ռոբոտային վիրաբուժության համակարգը վիրաբույժներին թույլ է տալիս կատարել բարդ պրոցեդուրաներ, ինչպիսիք են, օրինակ, սրտի վիրահատությունը, 1-2 սանտիմետր փոքր կտրվածքների միջոցով։ Այն բաղկացած է վիրաբույժի վահանակից, որը, սովորաբար, գտնվում է հիվանդի հետ նույն սենյակում, և հիվանդի կողքի սայլից՝ երեքից չորս ինտերակտիվ ռոբոտային ձեռքերով (կախված մոդելից), որը կառավարվում է վիրաբույժի վահանակից։ Ձեռքերը նախատեսված են գործիքները պահելու համար, ինչպես նաև կարող են հանդես գալ որպես նշտար, մկրատ  կամ բռնիչ։ Վերջնական ձեռքը վերահսկում է եռաչափ տեսախցիկը։ Վիրաբույժը վահանակը օգտագործում է հիվանդի կողքի սայլակի երեք կամ չորս ռոբոտային ձեռքերը կառավարելու համար։ Da Vinci համակարգը միշտ պահանջում է մարդկային օպերատոր։

CyberKnife վիրաբուժական համակարգ 
CyberKnife վիրաբուժական համակարգը ճառագայթային թերապիայի համակարգ է, որն արտադրվել է Accuray Incorporated-ի կողմից։ Համակարգը օգտագործում է ռադիովիրաբուժություն` մատուցելու ինչպես բարորակ, այնպես էլ  չարորակ ուռուցքների և այլ հիվանդությունների բուժումը։ Բարձր ճշգրտության շնորհիվ հնարավոր է ճառագայթման թիրախին շատ մեծ չափաբաժին հասցնել` նվազագույն վնաս հասցնելով ուռուցքը շրջապատող նորմալ հյուսվածքներին և կառույցներին։ Սարքը համատեղում է ռոբոտային մանիպուլյատորի վրա տեղադրված կոմպակտ գծային արագացուցիչը և պատկերի ուղղորդման ինտեգրված համակարգը։ Պատկերի ուղղորդման համակարգը բուժման ընթացքում ձեռք է բերում ստերեոսկոպիկ կՎ պատկերներ, հետևում է ուռուցքի շարժմանը և ուղղորդում է ռոբոտ-մանիպուլյատորին, որպեսզի բուժման ճառագայթը ճշգրիտ համապատասխանեցնեցվի շարժվող ուռուցքին։ Համակարգը նախատեսված է ստերեոտակտիկ ռադիովիրաբուժության (SRS) և մարմնի ստերեոտակտիկ ճառագայթային թերապիայի (SBRT) համար։ Համակարգը օգտագործվում է նաև ընտրված 3D համապատասխան ռադիոթերապիայի (3D-CRT) և ինտենսիվության մոդուլացված ճառագայթային թերապիայի (IMRT) համար։

Ռոբոտային վիրաբուժության առավելություններ և թերություններ

Ռոբոտային վիրաբուժության առավելություններ 
Ռոբոտային վիրաբուժությունը վիրաբույժներին թույլ է տալիս գործել անսահմանափակ փոքր կտրվածքների միջոցով, ինչը, սովորական բաց վիրահատության հետ համեմատելիս զգալիորեն ավելի քիչ ցավ է պատճառում, քիչ սպիացում, և պահանջվում է ավելի քիչ վերականգնողական ժամանակ։

Բացի հիվանդանոցում ավելի կարճ մնալուց, նվազագույն ինվազիվ մոտեցումն այլ առավելություններ է տալիս հիվանդներին, ներառյալ վարակի ավելի քիչ ռիսկը, ավելի քիչ արյան կորուստը, ավելի քիչ փոխներարկումները և ավելի արագ վերադառնալը բնականոն գործունեությանը։

Ռոբոտային վիրաբուժության  թերություններ 
Ռոբոտային վիրաբուժությունը նոր տեխնոլոգիա է, և դրա կիրառումը և արդյունավետությունը դեռ լավ հաստատված չեն։ Ռոբոտային ուժի օգտագործման օպտիմալացման և արդյունավետության բարձրացման համար անհրաժեշտ կլինի նաև շատ ընթացակարգեր վերափոխել։  

Այս համակարգերի մեկ այլ թերությունը դրանց արժեքն է։ Խնդիր է նաև համակարգերի արդիակացումը։ 

Մեկ այլ թերություն են հանդիսանում այդ համակարգերի չափսերը։ Երկու համակարգերն էլ ունեն համեմատաբար մեծ չափսեր և համեմատաբար ծանր ռոբոտային ձեռքեր։ Սա կարևոր խնդիր է այսօրվա արդեն մարդաշատ վիրահատարանների դեպքում։ 

Բացահայտված պոտենցիալ թերություններից մեկը համատեղելի գործիքների և սարքավորումների բացակայությունն է։ Որոշ գործիքների բացակայությունը մեծացնում է վստահությունը սեղանի օգնականների վրա` վիրահատության մի մասը կատարելու համար։

Վերջաբան 
Վիրաբուժական ռոբոտների իրագործումը հնարավոր է տեղի ունենա 21-րդ դարի վերջին։ Արհեստական ​​ինտելեկտի համադրությունը վիրաբուժական ռոբոտաշինության հետ թույլ կտա բարձրացնել վիրաբուժական կարողությունները։

Գրականություն 

 Ballantyne, G. Robotic surgery, telerobotic surgery, telepresence, and telementoring . Surg Endosc 16, 1389–1402 (2002). https://doi.org/10.1007/s00464-001-8283-7
 Kwartowitz, D.M., Herrell, S.D. & Galloway, R.L. Toward image-guided robotic surgery: determining intrinsic accuracy of the da Vinci robot. Int J CARS 1, 157–165 (2006). https://doi.org/10.1007/s11548-006-0047-3
 Szolovits, Peter, ed. Artificial intelligence in medicine. Routledge, 2019.
 Simorov A, Otte RS, Kopietz CM, Oleynikov D (2012) Review of surgical robotics user interface: what is the best way to control robotic surgery? Surg Endosc 26:2117–2125. https://doi.org/10.1007/s00464-012-2182-y
 Giri, S., Sarkar, D.K. Current Status of Robotic Surgery. Indian J Surg 74, 242–247 (2012). https://doi.org/10.1007/s12262-012-0595-4
 Tran, B.X.; Vu, G.T.; Ha, G.H.; Vuong, Q.-H.; Ho, M.-T.; Vuong, T.-T.; La, V.-P.; Ho, M.-T.; Nghiem, K.-C.P.; Nguyen, H.L.T.; Latkin, C.A.; Tam, W.W.S.; Cheung, N.-M.; Nguyen, H.-K.T.; Ho, C.S.H.; Ho, R.C.M. Global Evolution of Research in Artificial Intelligence in Health and Medicine: A Bibliometric Study. J. Clin. Med. 2019, 8, 360. https://doi.org/10.3390/jcm8030360
 Sanjeev Dutta, Russell Woo, and Craig T. Albanese.Journal of Laparoendoscopic & Advanced Surgical Techniques.Apr 2007.258-264. http://doi.org/10.1089/lap.2006.0112
 Dakin, G., Gagner, M. Comparison of laparoscopic skills performance between standard instruments and two surgical robotic systems. Surg Endosc 17, 574–579 (2003). https://doi.org/10.1007/s00464-002-8938-z
 Wall, James, Thomas Krummel, and Venita Chandra. Robotics in general surgery. INTECH Open Access Publisher, 2008.

 Gkegkes, Ioannis D., Ioannis A. Mamais, and Christos Iavazzo. "Robotics in general surgery: a systematic cost assessment." Journal of minimal access surgery 13.4 (2017): 243.

Աղբյուրներ