Operacja komputerowa

Krystyna Bochenek i Jarosław Juszkiewicz: - Pod koniec maja 1998 r. pierwszy w świecie wykonał pan tzw. pomost aortalno-wieńcowy (by-pass) za pomocą robota. Jak naprawdę wygląda i działa to urządzenie?
Friedrich W. Mohr: - Przede wszystkim trudno je nazwać robotem. Jest precyzyjnym przedłużeniem dłoni chirurga, który całkowicie je kontroluje i w razie awarii może w każdej chwili wyłączyć. Osobiście wolę określenie: narzędzie chirurgiczne wspierane przez mikroprocesor. Działa ono na zasadzie master-slave. Master to jednostka główna, wyglądem przypominająca nieco konsolę komputera. Wyposażona jest w ekran wyświetlający trójwymiarowy obraz z klatki piersiowej pacjenta. Chirurg, poruszając dwoma dżojstikami mastera, przekazuje elektroniczne impulsy do urządzenia znajdującego się na sali operacyjnej, czyli drugiej części maszyny - slave. Jest ono wyposażone w specjalne ramiona o średnicy 3 mm. Wszystkie ruchy dłoni chirurga przy konsoli są bezpośrednio przekazywane do tego właśnie urządzenia (slave), co pozwala osiągnąć wielką precyzję. Dzięki temu, że chirurg znajduje się w innym pomieszczeniu i korzysta z elektronicznego łącza, odległość od pacjenta nie ma wielkiego znaczenia. Na razie wciąż jesteśmy na etapie eksperymentów - największa odległość, w jakiej znajdowaliśmy się od chorego, wynosiła ok. 8 m.

Prof. Friedrich W. Mohr doświadczenie w pracy naukowej zdobywał na uniwersytetach w Bonn i Los Angeles (University of California). Wykładał na uniwersytecie w Getyndze. Od trzech lat przeprowadza operacje serca za pomocą technik endoskopowych. Od półtora roku uczestniczy w programie wykorzystania mechanicznego ramienia w zabiegach kardiochirurgicznych.


- Czy takie oddalenie operującego od pacjenta nie stanowi dla niego zagrożenia? W trakcie każdej operacji może przecież dojść do nieprzewidzianych komplikacji.
- W obecnej fazie realizacji programu zawsze przy stole operacyjnym w gotowości znajduje się drugi chirurg. W razie jakichkolwiek trudności może natychmiast interweniować. Do tej pory nie mieliśmy takich komplikacji i jego pomoc nie była potrzebna. Jest to spowodowane tym, że takie zabiegi są zaplanowane w każdym szczególe.
- Jak to jest możliwe, skoro każdy człowiek jest inaczej zbudowany. Nie ma na świecie dwóch osób o identycznych sercach.
- To prawda, że pod względem budowy anatomicznej ludzie się różnią. Z tego właśnie powodu dwie wykonane przez nas operacje nie zakończyły się całkowitym sukcesem. Po prostu nie pozwoliła na to anatomia pacjentów. Nie mogliśmy dotrzeć w ich sercach do określonych rejonów, musieliśmy więc zakończyć zabiegi w tradycyjny sposób. Manipulatory, które wprowadzamy do ciał chorych, zwykle dają nam dużą swobodę działania. Na monitorze możemy obserwować obraz z wnętrza pacjenta nawet w dwunastokrotnym powiększeniu, co daje lepszy obraz pola operacyjnego niż przy otwartej klatce piersiowej. Chirurg ma do dyspozycji dwa miniaturowe ramiona zakończone szczypcami, które przez niewielkie otwory wprowadza do ciała chorego i może nimi operować wewnątrz klatki piersiowej. Wielką zaletą tego urządzenia jest to, że każde ramię swobodnie porusza się we wszystkich kierunkach. Tymczasem przez niewielki otwór nawet najlepszy chirurg nie włoży do ciała pacjenta swojej dłoni wraz z nadgarstkiem. "Mechaniczna ręka" pozwala na to.
- Czy jest ona precyzyjna?
- Bardzo. Podczas tradycyjnego zabiegu, kiedy chirurg przesunie rękę o centymetr w prawo, używany przez niego instrument również przesunie się o centymetr w prawo. W naszym urządzeniu można zmienić skalę ruchu dłoni operującego. W rezultacie przemieszcza on dłoń o centymetr, a mechaniczne ramię tylko o 0,2 mm.
- W historii medycyny pojawiło się wiele bardzo interesujących wynalazków, które całkowicie miały ją zmienić. Prototypy pokazały się nawet w takich dziedzinach, jak chirurgia oka czy neurochirurgia, ale nigdy nie były stosowane na większą skalę. Nie boi się pan, że podobny los spotka "mechanicznego kardiochirurga"?


Prof. ZBIGNIEW RELIGAkrajowy konsultant ds. kardiochirurgii

Prof. Mohr z dobrym wynikiem zoperował za pomocą robota dziewięciu chorych. Z dużymi emocjami i zaciekawieniem oglądałem film pokazujący przebieg zabiegu. Byłem pełen podziwu. Szczególnie wówczas, gdy szczypce same wewnątrz serca wiązały w supeł nici chirurgiczne. Wydaje się to być szokujące, choć czegoś podobnego, co prawda o znacznie mniejszym stopniu trudności, dokonano już w kardiologii interwencyjnej. Kardiolog rozszerza naczynia wieńcowe i ogląda je od środka bez otwierania klatki piersiowej. Robi to za pomocą cieniutkich cewników wprowadzanych do serca. Oczywiście, operacje zastawek czy tętnic wieńcowych są trudniejsze i dlatego robot oraz kierujące nim urządzenie elektroniczne są bardziej skomplikowane. Dobrze, że sterując robotem, można dziś zoperować serce bez konieczności szerokiego otwarcia klatki piersiowej. Zyskuje na tym chory, który znacznie szybciej powraca do zdrowia niż po typowej operacji. Dlatego jestem przekonany, że ta metoda w najbliższych latach zacznie być powszechnie stosowana. Mogę tylko wyrazić żal, że przede wszystkim w krajach Europy Zachodniej i w Stanach Zjednoczonych, a więc w państwach bardzo bogatych. Program, w którym bierze udział prof. Mohr, pokazuje również, jak istotną rolę w leczeniu chorób i rozwiązywaniu problemów medycznych odgrywają specjaliści innych, dotychczas odległych medycynie dziedzin.


- Ta technologia jest bardzo droga. Urządzenie master-slave kosztuje milion dolarów i wciąż jest to prototyp. Jeśli nawet operujemy pacjentów, musimy pamiętać, że eksperymentujemy. Ponadto w Unii Europejskiej panuje przekonanie, że powinniśmy zapewniać opiekę medyczną wysokiej jakości przy niskich kosztach. Promując to bardzo zaawansowane technologicznie i drogie urządzenie, nie mamy najmniejszych szans na to, by powszechnie było wykorzystywane. Jeśli jednak udowodnimy, że zapewnia ono wysoką jakość zabiegów, zyskamy pewne szanse. 10 proc. operacji wszczepienia by-passów kończy się niepowodzeniem często z czysto technicznych powodów, ponieważ tradycyjna chirurgia bywa nieprecyzyjna. Myślę, że master-slave pomoże zwykłym chirurgom się stać bardzo dobrymi specjalistami. Jeśli minimalizujemy ryzyko powikłań pooperacyjnych, podnosimy tym samym jakość zabiegu i wówczas nawet tak droga inwestycja jest usprawiedliwiona.
- Czy pacjenci, którzy operowani byli przez pana zespół, wiedzieli, że zrobi to maszyna?
- Do tej pory zabiegom poddaliśmy dziewięciu chorych. Zanim zaczęliśmy ich operować, musieliśmy uzyskać zgodę uniwersyteckiego komitetu ds. etyki. Otrzymaliśmy ją na początku maja tego roku. Poszedłem wówczas do pierwszego pacjenta, powiedziałem mu, że nazajutrz będzie operowany za pomocą "mechanicznego asystenta", i spytałem, czy ma coś przeciwko temu. Zgodził się natychmiast. Co ciekawe, nigdy nie spotkaliśmy się ze sprzeciwem ze strony chorych.
- Czy sądzi pan, że w przyszłości operacje serca będą wykonywane za pomocą całkowicie zautomatyzowanych urządzeń swobodnie podejmujących decyzje?
- Wierzę, że w ciągu najbliższych pięciu lat zaczniemy dysponować zautomatyzowanymi urządzeniami. Chirurg, używając kamery sterowanej głosem, będzie tylko wskazywał miejsce, które należy zoperować. Resztę czynności wykona maszyna. Głównym problemem chirurgii wieńcowej jest zespolenie naczyń. Jeśli pokonamy ten problem, udane operacje będą stanowić wysoki odsetek.
- Czy możliwe będzie wykorzystanie Internetu do takich zabiegów?
- Przeprowadzanie takich operacji przez Internet jest na razie niemożliwe, ponieważ sieć jest zbyt wolna. Pomiędzy konsolą chirurga a ramionami robota przepływa bardzo dużo informacji, w tym trójwymiarowy kolorowy obraz. W ciągu sekundy są to dziesiątki megabajtów danych. Jakiekolwiek opóźnienie w transmisji mogłoby być niebezpieczne. Jeśli jednak w przyszłości sieć będzie szybsza, to kto wie?


Od torakoskopii do robota

Pierwsze próby zastosowania endoskopii w chirurgii serca podjęto przed dwoma laty wraz z dążeniem do zmniejszenia długości cięcia i rozwojem technik mało inwazyjnych. Za pomocą endoskopu można pobierać żyły i tętnice potrzebne do operacji naczyń wieńcowych. Aby wykonać operację serca, przez trzy jednocentymetrowe nacięcia wprowadza się do klatki piersiowej miniaturową kamerę oraz narzędzia, za pomocą których wykonuje się zabieg ("Robot w kitlu", nr 25 w 1997 r.). Kilkakrotnie powiększony obraz pola operacyjnego jest przekazany na ekran telewizyjny. Kolejnym etapem rozwoju tej techniki było wprowadzenie do obrazu trzeciego wymiaru, czyli głębi; jest ona bardzo potrzebna do oceny odległości. Następnie zastąpiono rękę asystenta trzymającego kamerę ramieniem mechanicznego robota, który wkrótce zaczął reagować na polecenia wymawiane przez chirurga. Przełomem umożliwiającym zastąpienie ręki chirurga i zastosowanie urządzenia typu master-slave była konstrukcja sztucznego nadgarstka, czyli miniaturowej ręki, która - pracując w sercu - może być sterowana przez kardiochirurga ze znacznej odległości. Pozwala ona jeszcze bardziej zmniejszyć cięcie chirurgiczne i dokonać zespoleń naczyń wieńcowych lub naprawiać zmienioną zastawkę serca. Wprowadzono także nowe kaniule (cewniki) - dzięki nim wykonuje się operacje na zatrzymanym sercu. Potrzebne w czasie zabiegu krążenie pozaustrojowe podłącza się do pacjenta bez otwierania klatki piersiowej - przez nakłucie tętnicy i żyły udowej. Serce zatrzymuje się przez wypełnienie balonu w aorcie i podanie płynu chroniącego je przed niedokrwieniem w czasie przerwy. Pierwszą operację naprawy zastawki za pomocą robota przeprowadził w maju tego roku w Paryżu Alain Carpentier. W tym samym czasie w Lipsku Friedrich W. Mohr po raz pierwszy z użyciem robota dokonał zespolenia naczyń wieńcowych. Na razie operacje z zastosowaniem robota są tylko eksperymentami klinicznymi.