CHIRURGIA ROBOTICA

In ultimele decenii asistam la o evolutie spectaculara a chirurgiei de la tehnicile clasice, conventionale, la chirurgia minim invaziva si apoi la chirurgia asistata de computer. Tehnologiile avansate, care erau deja implementate in procedurile de diagnostic, sunt utilizate acum cu succes in tehnica chirurgicala. Toate aceste tehnologii foarte performante folosesc inteligenta artificiala. Eficienta noilor tehnologii a fost demonstrata dupa 1980, cand laserul a cucerit si alte domenii chirurgicale in afara oftalmologiei, cand termoterapia a intrat in tratamentul tumorilor maligne, iar litotripsia extracorporeala a redus indicatiile chirurgicale in litiaza reno-ureterala.

Cine si-ar fi inchipuit in secolul nu demult incheiat ca un chirurg ar putea opera un pacient aflat la o mare distanta de el, de pe alt continent chiar? Si iata ca astazi vorbim de roboti care au facut ca acest lucru sa fie realizabil. Si nu doar atat, aceste creatii ale omului practica operatii complexe, cu incizii foarte mici, dar cu un control perfect al campului operator. Chirurgul, aflat la consola de control, dirijeaza instrumentele tinute de bratele robotului care, ceea ce este foarte important, au o acuratete deosebita si filtreaza orice slab tremor al mainilor chirurgului. Miscarile degetelor chirurgului, aflat la statia de control, se transmit cu mare precizie robotului, iar bratele acestuia pot fi deplasate in orice zona a campului operator.

	Fig. 1: Sala de operatie pentru chirurgie robotica - CHRU Nancy

Spre deosebire de chirurgia clasica in care se practica incizii mai mari care sa permita chirurgului un camp de lucru mai larg, chirurgia minim invaziva are avantajul unor incizii mult mai mici care lasa sa treaca doar niste instrumente subtiri, dar suficient de lungi ca sa ajunga in profunzime, de unde, printr-o camera video, sunt transmise imagini pe un monitor (sau mai multe) cu ajutorul caruia operatorii controleaza interventia. Inciziile mici au un cert avantaj estetic, un risc mult mai redus de complicatii parietale (eventratii, supuratii etc.) si, mai ales, o recuperare foarte rapida.

Conceptul de chirurgie telerobotica a fost dezvoltat de Departamentul Apararii al SUA, in scopul de a asigura asistenta medicala ultraspecializata cazurilor grave, chiar direct pe campul de lupta. Primul prototip a fost realizat in California, la SRI International, de catre Phil Green. Sistemul includea doua camere video performante, montate pe o masa de operatie aflata pe campul de lupta, care transmiteau imaginea campului operator (chirurgie deschisa) si a bolnavului la consola unui computer aflat la distanta, de unde un chirurg dirija bratele unui telerobot care "opera" pacientul.

Unele inconveniente ale chirurgiei laparoscopice (vedere bidimensionala, limitarea miscarii instrumentelor) au transferat cercetarile de la chirurgia conventionala la chirurgia minim invaziva. Astfel, in martie 1997 este testat primul prototip da Vinci la om, care demonstreaza, prin precizia si siguranta gesturilor chirurgicale, eficacitatea instrumentelor cu multiple articulatii in chirurgia abdominala si apoi in chirurgia vasculara. In 1999, dezvoltarea sistemului da Vinci inglobeaza o noua generatie de endoscoape binoculare care aduc pe monitor o imagine tridimensionala. In 2000, un trial clinic randomizat pe 200 de pacienti demonstreaza eficienta si siguranta sistemului; in acelasi an FDA isi da acordul pentru folosirea robotului in practica chirurgicala.

La ora actuala, robotii ofera chirurgilor posibilitatea de a efectua gesturi pe care acestia nu le pot executa cu instrumentele folosite in chirurgia minim invaziva. S-a demonstrat ca rata conversiilor in chirurgia robotica a scazut semnificativ.

Prima generatie de roboti chirurgicali este deja instalata in numeroase sali de operatie din intreaga lume. Numai in SUA se practica anual peste 3,5 milioane interventii chirurgicale cu ajutorul robotilor.

Totusi, acesti roboti nu au autonomie, nu lucreaza singuri, ci inca necesita control uman, au nevoie sa fie dirijati de chirurg de la consola telesistemului sau prin comanda vocala.

La ora actuala exista trei tipuri de sisteme chirurgicale robotice: AESOP, sistemul da Vinci si sistemul ZEUS.

	Fig. 2: Sistemul robotic da Vinci: robotul propriu-zis si consola de control

Sistemul AESOP (Automated Endoscopic System for Optimal Positioning), fabricat in 1994, este mai simplu; este format, practic, dintr-un brat robotizat, folosit de chirurg pentru a pozitiona videocamera atasata la endoscopul introdus prin trocarul optic in cavitatea peritoneala; poate fi controlat prin voce sau cu ajutorul pedalelor lasand libere mainile chirurgului pentru gesturile chirurgicale.

Sistemul da Vinci costa 1 milion Contine consola de control si robotul propriu-zis, prevazut cu trei brate articulate si un turn special de chirurgie laparoscopica; instrumentele, introduse in cavitatea abdominala prin trocare, impreuna cu un telescop cu dublu cap, sunt conectate electronic la bratele robotului. Chirurgul, instalat confortabil la consola, urmareste imaginea tridimensionala din campul operator si manevreaza de la distanta instrumentele; fiecare gest al mainilor chirurgului este transformat in semnal electronic si transmis sincron instrumentului chirurgical. Sistemul inlatura orice perceptibil tremor al mainilor chirurgului crescand precizia gesturilor, iar articulatiile instrumentului permit efectuarea unor  miscari de o amplitudine si precizie pe care mana umana nu o poate efectua.

Sistemul a fost utilizat cu succes in chirurgia laparoscopica, hepato-biliara, chirurgia refluxului gastro-esofagian, chirurgia toracoscopica cardiaca.

Sistemul ZEUS costa 750.000 $ si este similar cu sistemul da Vinci. Contine camera de lucru computerizata, cu video display, sistem de control al instrumentelor si robotul propriu-zis. A fost folosit cu succes de catre chirurgii germani in chirurgia de by-pass coronarian.

Un sistem nou, poate mai simplu si mai accesibil, este lansat de Endo Via Medical, in 2002, si este destinat chirurgiei minim invazive (toracica, abdominala si ginecologica).

Avantajele si dezavantajele chirurgiei robotice au fost evaluate in diverse specialitati: chirurgie generala, urologie, chirurgie cardiovasculara, neurochirurgie.

In colecistectomia laparoscopica, folosirea robotilor nu a micsorat timpul operator, dar a crescut precizia manipularii instrumentelor si ofera o imagine tridimensionala a campului operator. Desi avantajele nu par convingatoare pentru o interventie realizata astazi facil de catre un chirurg generalist, in conditii de dotare modesta, totusi, aceasta interventie a lansat chirurgia robotica. In septembrie 2001, Prof. J. Marescaux a realizat pentru prima data in lume o operatie la distanta (operatia Lindberg). Actul chirurgical realizat de Prof. Marescaux la New York a fost transformat in date digitale care au fost transmise la mare distanta, cu un timp minim de latenta, la Strasbourg, unde un robot Zeus a efectuat colecistectomia laparoscopica.

Chirurgia glandelor endocrine (suprarenala, pancreas, tiroida, paratiroide) prin tehnici miniminvazive a aparut in 1992 cand au fost raportate primele suprarenalectomii laparoscopice. Actualmente, tehnica laparoscopica a evoluat foarte mult si adrenalectomia laparoscopica este considerata standardul de aur pentru tratamentul leziunilor benigne ale glandelor suprarenale. Prima pancreatectomie caudala efectuata laparoscopic a fost raportata in 1996, odata cu primele paratiroidectomii efectuate prin tehnici minim invazive. Chirurgia robotica are cateva avantaje in chirurgia miniinvaziva endocrina: manevrabilitatea superioara in spatii mici, restabilirea vederii tridimensionale si acuratetea crescuta a disectiilor si suturilor. Experienta de pana acum a demonstrat ca robotii reusesc o scurtare a duratei interventiei, se insotesc de incidente intraoperatorii mai rare, durere si morbiditate postoperatorie mai reduse.

Implicarea chirurgiei robotice in tratamentul obezitatii morbide este deocamdata redusa desi sunt multe cazuri raportate de gastric banding si gastro-jejunostomii. Se pare ca interventiile efectuate cu ajutorul robotilor au o durata mai redusa si o morbiditate postoperatorie mai mica.

Chirurgia robotica a stomacului si cea a colonului sunt inca la inceput, dar avantajele sunt certe: cresterea preciziei si dexteritatii (mai ales in interventiile din pelvis) si scaderea fatigabilitatii chirurgului.

Sunt studii care demonstreaza superioritatea robotilor in chirurgia coronariana, chirurgia cardiaca valvulara, chirurgia esofagiana, ginecologie si in neurochirurgie.

Unul din motivele care au dus la dezvoltarea chirurgiei robotice a fost asigurarea unei ergonomii crescute pentru echipa operatorie. Intr-un raport al FDA, ergonomia medicala (proiectarea necorespunzatoare a instrumentarului medical) este asociata cu peste 1,3 milioane de leziuni iatrogene anual, la pacientii din spitalele americane. Sistemele robotice au fost create tocmai pentru a imbunatati interactiunea dintre chirurgi si mediul tehnologic, optimizand astfel performanta sistemelor. Astfel, daca in chirurgia traditionala exista o interactiune directa intre structurile anatomice si chirurgi, mediata de instrumentele clasice standardizate, in tehnicile minim invazive tesuturile sunt manipulate numai de instrumentele chirurgicale, iar interactiunea directa mana-tesut este inlocuita de intuitie. Chirurgia robotica incearca sa rezolve partial problema prin acuratetea gesturilor si vederea tridimensionala. Sunt in studiu sisteme care sa ofere date palpatorii asupra organelor, care pot fi transmise degetelor chirurgului.

In chirurgia laparoscopica trocarele limiteaza miscarilor instrumentelor la 4 grade de libertate. Instrumentele robotice, prin articulatiile multiple, maresc gradele de libertate pana la 6 (miscarea tridimensionala normala).

Chirurgia laparoscopica clasica realizeaza o vizualizare 2D si o rezolutie a imaginii mai redusa comparativ cu cea a ochiului uman. Ca urmare, exista doua probleme importante ale chirurgului laparoscopist: perceptia denaturata a profunzimii si dificultatea in aprecierea profunzimii campului operator. Sistemele robotice actuale restabilesc vizualizarea binoculara, deci imaginea 3D. Studiile efectuate pana in prezent au aratat, de asemenea, o manevrabilitate mai mare decat in chirurgia laparoscopica clasica, cu realizarea unor suturi si anastomoze realizate mai rapid si mai precis.

Robotii chirurgicali joaca un rol important in cresterea sigurantei interventiilor deoarece previn si elimina erorile umane (reduc amplitudinea unor miscari involuntare, previn gesturi eronate etc.).

In viitor exista cateva directii de evolutie a robotilor chirurgicali: micsorarea si optimizarea design-ului instrumentelor, dezvoltarea programelor de feed-back, cresterea razei de actiune si amplitudinii miscarilor. Ritmul actual al dezvoltarii tehnologice va permite o preprogramare a miscarilor robotului-chirurg cu implicatii asupra simplitatii, acuratetei si rapiditatii interventiilor.

BIBLIOGRAFIE

Ballantyne G. H., Moll F. - The da Vinci telerobotic surgical system: the virtual operative field and telepresence surgery. Surg Clin N Am, 83 (2003), 1293-1304

2. Hormount Katherine, Chung W., Pereira S., Wasielewski Annette, Davies R., Ballantyne G. H. - Robotic versus telerobotic laparoscopic cholecystectomy: duration of surgery and outcomes. Surg Clin N Am, 83 (2003), 1445-1462

3. Jacob B. P., Gagner M. - Robotics and general surgery. Surg Clin N Am, 83 (2003), 1405-1419

4. Marescaux J., Rubino F. - The ZEUS robotic system: experimental and clinical applications. Surg Clin N Am, 83 (2003), 1305-1315

5. Stylopoulos N., Rattner D. - Robotics and ergonomics. Surg Clin N Am, 83 (2003), 1321-1337