Державне освітня установа вищої професійної освіти Санкт-Петербурзький Державний Медичний Університет імені академіка І.П.Павлова. Кафедра оперативної хірургії
Реферат
на тему: "Застосування робототехніки в хірургії. Переваги та недоліки системи Да Вінчі "
Виконала: студентка 318 групи
лікувального факультету
Уменушкіна Е.А
Науковий керівник:
Ковшова М.В
Санкт-Петербург 2011
Зміст
Введення
1. Історія робототехніки в хірургії
2. Основне опис системи da Vinci
3. Гідності та недоліки системи da Vinci
4. Робототехніка сьогодні
Висновок
Список літератури
Введення
Проведення хірургічних операцій за допомогою роботів вже не є сюжетом з науково-фантастичного твори. Використання їх у клініці стало не просто можливим, але і вельми перспективним. Хоча у більшості людей "робот" асоціюється з ім'ям Айзека Азімова, першим цей термін ввів чеський письменник Карел Чапек для позначення механізму, що володіє так званими антропоморфними властивостями. На виробництві та в наукових дослідженнях застосовуються промислові роботи - програмно-керовані автоматичні маніпулятори, що виконують робочі операції зі складними просторовими переміщеннями. Доктор Davies в своїй роботі, присвяченій досягненням робототехніки, дав наступне визначення для робота, використовуваного в хірургічних цілях: "... керована система, наділена чутливістю і запрограмована для виконання рухів та маніпулювання інструментами при проведенні хірургічних операцій ".
На даний момент роботів, використовуваних в хірургії, можна розділити на пасивних, напівактивний і активних.
Пасивний робот призначений, як правило, для утримання інструменту в певному положенні, що полегшує виконання і збільшує точність якого етапу оперативного втручання. Змінювати положення інструментів система може лише за допомогою хірурга. Прикладом може служити використання робота для утримання голки при проведенні біопсії в нейрохірургії. Напівактивний робот виконує ряд запрограмованих маніпуляцій, в певній послідовності здійснюючи руху в різних напрямках і площинах. Такий робот використовується, наприклад, для протезування колінного суглоба. Активний робот оснащений маніпуляторами, подібними рукам хірурга, і фактично сам приводить в рух інструменти. В Нині такими системами дистанційно управляє хірург, а механічні руки робота відтворюють рухи його кистей і пальців, збільшуючи точність, зменшуючи втому і усуваючи тремор. Активні системи використовуються для трансуретральної простатектомії, ендоскопічної телероботохірургіі.
Слід підкреслити, що завданням робота є не заміщення хірурга, а розширення спектру його можливостей.
1. Історія робототехніки в хірургії
Перший хірургічний робот Unimate Puma 560 був створений в кінці 1980-х в Америці. Цей робот, по суті, був великою рукою з двома пазуристими відростками, які могли обертатися один щодо одного. Амплітуда рухів - 36 дюймів. Робот мав досить обмежений спектр рухів, використовувався в нейрохірургії для утримування інструментів при проведенні стереотаксичної біопсії.
У 1986 році Каліфорнійський університет в Девісі та дослідницький центр Томаса Дж. Уотсона корпорації IBM почали спільну роботу по створенню робота-хірурга. В 1992 році компанія CUREXO Technology Company на основі результатів цих досліджень створила систему помічника хірурга, яка так і називалася - Robodoc Surgical Assistant System. Через кілька років CUREXO Technology Company була нагороджена престижною премією Computerworld Smithsonian Award в номінації Інновації в мистецтві та науці в Медицині під назвою Integrated Surgical System (ISS). До теперішнього часу з використанням системи ROBODOC В® проведено 24 000 операцій, що показало меншу травматичність та більшу точність у порівнянні з операціями, проведеними вручну. ROBODOC В® - хірургічний робот призначений для всіх основних операцій по артропластиці - первинна повна артропластика кульшового суглоба, ревізія тазостегнового суглоба, повна артропластика колінного суглоба.
Основні етапи застосування:
1. Точне КТ сканування Передопераційне планування починається з КТ сканування пацієнта, після чого з'являється точна структура кістки для представлення в систему ORTHODOC. Запатентоване програмне забезпечення форматує КТ знімок на екран з 4 робочих вікон, показується суглоб в 3 площинах і його тривимірне зображення (унікальна технологія) кістки.
2. Тривимірне зображення Використання в роботі тривимірного зображення суглоба дозволяє вибрати підходящий імплантат, відповідний анатомічної структурі. Імплантат вибирається з попередньо встановленою бази, включає найсучасніші імплантати світових виробників. Можливість побачити суглоб в різних площинах допомагають хірургу в плануванні операції, крім того лікар відразу бачить віртуальний результат операції в тривимірному просторі.
3. Розробка передопераційного плану.
Планування операції з використанням системи ORTHODOC - точна довжина ноги і повний обсяг рухів і як результат точне розташування протеза. Крім того процес планування операції допомагає уникнути проблем і відхилень під час хірургічного втручання. Після процесу планування операції інформація передається на допоміжну машину ROBODOC Surgical Assistant.
4. Установка.
Після передопераційного планування операції інформація завантажується в ROBODOC Surgical Assistant, робот встановлюється в операційній, пацієнт позиціонується, використовуючи спеціальні фіксатори, потім хірург розкриває суглоб. Після розтину суглоба робот показує хірургу, куди необхідно докласти спеціальний реєстратор (DigiMatch в„ў) для отримання найбільш точної просторової картини кістки.
5. Хірургічна точність.
Під контролем хірурга, рука робота наводиться на операційне поле. Потім робот починає пиляти кістку з субміліметрових точністю. Після підготовки кістки до імплантації рука робота видаляється з операційного поля та хірург встановлює протез так, як це було сплановано заздалегідь.
У ті ж дев'яності роки в Імперському Коледжі в Лондоні був створений робот для трансуретральної резекції гіперплазованої передміхурової залози - Probot, допущений до клінічних випробуванням в 1996 році. Він складається з трьох осей руху та четвертої осі для переміщення резектоскопа, як показано малюнку.
Система Probot, оснащена ультразвуковим щупом, дозволяла створити тривимірну модель простати, швидко визначити ділянку патологічно зміненої залози і провести його резекцію. Резекція відбувається за рахунок руху леза резетоскопа по конічній траєкторії.
На початку 90-х років 20 століття кілька вчених NASA-Ames team пройшли в Stanford Research Institute (SRI), де вони спільно розробили високоточний телеманіпулятор. US Army (Збройні сили США) помітили роботу SRI і вона зацікавила їх можливістю зниження смертності в період бойових дій.
При фінансуванні Збройних сил США був створений проект по створенню мобільного госпіталю обладнаного роботом. У 1994 році компанія Computer Motion виготовила першу робота-хірурга, який отримав сертифікат US FDA - Automated Endoscopic System for Optimal Positioning (AESOP). Це була механічна рука, наділена сім'ю ступенями свободи рухів і призначена для автоматичної зміни положення ендоскопа.
Сенс проекту полягав у тому, що поранений солдат міг бути негайно прооперований хірургом в мобільному госпіталі за допомогою робота. При цьому хірург знаходився в безпечному місці. Mobile Advanced Surgical Hospital.
Ця система була успішно протестована на тваринах. Але так і не була впроваджена для використання під час військових дій. Деякі з хірургів і інженерів, працюють над хірургічними роботизованими системами для Армії США...
