Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Робот-ассистированная хирургия и создание роботической программы .11
1.1 Робот-ассистированная хирургия: прошлое, настоящее и будущее 11
1.1.1 Введение 11
1.1.2 Роботы прошлого 18
1.1.3 Роботы настоящего 29
1.1.4 Заключение 39
1.2 Особенности создания роботической программы в России (опыт кафедры урологии МГМСУ) 40
1.2.1 Экономические аспекты начала роботической программы 41
1.2.1.1 Введение 41
1.2.1.2 Краткое описание технологических принципов роботической хирургии 42
1.2.1.3 Клинические предпосылки к мультидисциплинарному варианту развития роботической программы 44
1.2.2 Роботическая хирургия в урологии .45
1.2.2.1. Робот-ассистированная радикальная простатэктомия 46
1.2.2.2 Робот-ассистированная пластика лоханочно мочеточникового сегмента 47
1.2.2.3 Робот-ассистированная радикальная цистэктомия .48
1.2.2.4 Робот-ассистированная вазовазостомия 50
1.2.2.5. Робот-ассистированная нефрэктомия 51
1.2.3 Опыт создания роботической моно-программы кафедры урологии МГМСУ 52
1.2.4 Заключение 57
Приложение А 58
Список литературы 59
Глава 2. Некоторые вопросы обучения робот-ассистированной хирургии
2.1 Введение 66
2.2 Человеческий фактор и нетехнические навыки 68
2.3 Виртуальная реальность, телемониторинг и симуляционное обучение .80
2.3.1 Введение 80
2.3.2 Материалы и методы 82
2.3.3 Результаты 83
2.3.3.1 Роботический хирургический симулятор (Robotic Surgical Simulator) 84
2.3.3.2 Образовательная платформа Simsurgery 86
2.3.3.3 ProMIS .87
2.3.3.4 Mimic dVrainer (MdVT) з
2.3.3.5 Симулятор da Vinci 92
2.3.3.6 Иные виртуальные симуляторы .93
2.3.4 Обсуждение 93
2.3.5 Заключение 97
2.4 Программа обучения робот-ассистированной радикальной простатэктомии (опыт кафедры урологии МГМСУ) 99
2.4.1 Введение .98
2.4.2 Анализ рынка 99
2.4.3 Анализ стоимости и эффективности урологической роботической программы 101
2.4.4 Программы подготовки роботических хирургов 104
2.5 Период обучения робот-ассистированной радикальной простатэктомии 2.5.1. Введение 109
2.5.2 Влияние роботической хирургии на обучение традиционной лапароскопии 110
2.5.3 Период обучения 112
2.5.4 Некоторые пути улучшения периода обучения РРП 116
2.5.5 Заключение 118
Приложение Б .120
Список литературы 124
Глава 3. Атлас робот-ассистированной радикальной простатэктомии
3.1 Анатомические аспекты успешного выполнения робот-ассистированной радикальной простатэктомии 133
3.1.1 Позадилонное пространство 134
3.1.2 Техника выполнения роботической тазовой лимфаденэктомии у пациентов с раком предстательной железы 136
3.1.3 Осложнения тазовой лимфаденэктомии 139
3.1.4 Предстательная железа 140
3.1.5 Дорсальный венозный комплекс 141
3.1.6 Добавочные и/или абберантные пудентальные артерии .142
3.1.7 Сосудистые ножки простаты .143
3.1.8. Фасция Денонвилье .145
3.1.9. Тазовые фасции: париетальная и висцеральная и их хирургическая значимость 146
3.1.10 Сфинктер и мембранозная уретра 154
3.2 Пошаговое выполнение трансперитонеальной робот-ассистированной радикальной простатэктомии 158
3.2.1 Предоперационная подготовка 157
3.2.2 Доступ в брюшную полость и установка портов .159
3.2.3. Этапы операции 160
3.2.3.1 Рассечение брюшины и доступ в Ретциево пространство .160
3.2.3.2 Рассечение внутритазовой фасции и идентификация дорсального венозного комплекса (ДВК) 161
3.2.3.3 Лигирование ДВК 164 3.2.3.4 Передняя диссекция шейки мочевого пузыря (ШМП) 166
3.2.3.5 Задняя диссекция ШМП 168
3.2.3.6 Диссекция семенных пузырьков 170
3.2.3.7 Мобилизация прямой кишки и отделение предстательной железы 172
3.2.3.8 Сохранение сосудисто-нервных пучков и лигирование сосудистых ножек простаты 174
3.2.3.9 Апикальная диссекция 176
3.2.3.10 Реконструкция ШМП, задняя реконструкция мышечно-фасциальных структур, наложение уретро-везикального анастомоза .178
3.3 Некоторые особенности проведения анестезиологического пособия во время робот-ассистированной радикальной простатэктомии 181
3.3.1 Введение .181
3.3.2 Пациенты 182
3.3.3 Ожирение .183
3.3.4 Гипертония 184
3.3.5 Сахарный диабет .184
3.3.6 Анестезиологическое обеспечение 185
3.3.7 Интраоперационный мониторинг .189
3.3.8 Возмещение потери жидкости 189
3.3.9 Особенности роботической хирургии 190
3.3.10 Заключение 195
Приложение В 196
Список литературы .198
Глава 4. Роботическая команда 203
4.1 Создание команды и первые шаги .203
4.1.1 Первые практические шаги 204
4.1.1.1 Роботическая команда. 204
4.1.1.2 Ментор (наставник) .206
4.1.2 Первый случай выполнения РРП 209
4.1.3 Следующие несколько случаев выполнения РРП .211
4.1.4 Пути к улучшению результатов 212
4.1.5 Сбор и анализ собственных результатов .213
4.1.6 Ранний анализ собственных результатов .215
4.1.7 Практические шаги по улучшению собственных результатов .216
4.1.8 Подготовка операционной 219
4.1.9 Подготовка инструментального стола .222
4.2 Роль ассистента в роботической команде .225
4.2.1 Роль ассистента в дооперационной подготовке роботической системы 225
4.2.2 Роль ассистента в позиционировании пациента на операционном столе 227
4.2.3 Установка портов 229
4.2.4 Присоединение роботических рук тележки пациента .231
4.2.5 Взаимодействие с хирургом во время выполнения радикальной простатэктомии 233
4.3 Заключение 238
Список литературы 243
Глава 5. Робот-ассистированная радикальная простатэктомия. Собственный опыт 244
5.1 Анализ 630 выполненных случаев 244
5.1.1 Введение .244
5.1.2 Материалы и методы 244
5.1.3 Результаты и обсуждение 248
5.2 Анализ сложных случаев выполнения робот-ассистированной радикальной простатэктомии 249
5.2.1 Введение 249
5.2.2 Особенности анатомии предстательной железы 250
5.2.2.1 Предстательная железа большого объема .251
5.2.2.2 Средняя доля предстательной железы 254
5.2.3 Наличие трансуретральной резекции простаты в анамнезе 260
5.2.4 Сложный доступ в брюшную полость 264
5.2.5 Наличие узкого таза 269
5.2.6 Проспективное сравнительное исследование функциональных и онкологических результатов выполнения РРП у больных с ИМТ 30 кг/м2 и ИМТ 30 кг/м230 270
5.3 Заключение .272 Список литературы 273
Глава 6. Отечественный ассистирующий мехатронный хирургический комплекс для выполнения операций в урологии 275
6.1 Введение .276
6.2 Основные технические характеристики 278
6.3 Служебное назначение изделия 279
6.4 Характеристики АМХК 281
6.5 Сравнение основных характеристик изделия с аналогами 282
6.6 Описание и обоснование выбранной конструкции 291
6.7 Концепт в основе создания Изделия 292
6.8 Принципы в основе создания Изделия 292
6.9 Ожидаемые технико-экономические показатели .295
6.10 Заключение .302
Заключение
- Особенности создания роботической программы в России (опыт кафедры урологии МГМСУ)
- Виртуальная реальность, телемониторинг и симуляционное обучение
- Сфинктер и мембранозная уретра
- Роль ассистента в позиционировании пациента на операционном столе
Особенности создания роботической программы в России (опыт кафедры урологии МГМСУ)
В эру телекоммуникаций компьютерных технологий произошли серьезные изменения во всех аспектах профессиональной и бытовой жизнедеятельности. Новейшие концепции автоматизированных и роботических решений нашли свое применение во многих отраслях промышленности. С недавнего времени роботы в медицине в целом и в хирургии в частности стали неотъемлемой частью повседневной практики.
Робот является механическим устройством контролируемым компьютером. Дано несколько определений роботу. Согласно Американскому институту по изучению роботической техники (The Robot Institute of America), робот представляет собой репрограммируемый мультифункциональный манипулятор, предназначенный для перемещения / передвижения материалов, предметов, их частей или иных специализированных устройств с целью выполнения различных задач. В словаре Вебстера (Websters English Dictionary) робот определяется как «автономный аппарат или устройство, осуществляющий различные действия, свойственные человеку, и выполняющий их как будто под контролем человеческого разума». Вышеуказанные определения робота объединяют три основных функции – способность выполнять определенные действия, возможность решать различные задачи на запрограммированной основе, а также способность робота интерпретировать и модифицировать ответы на команды оператора. Медицинские роботы классифицировали по нескольким принципам. По принципу управления были выделены три основных типа [21]: дистанционно управляемые, синергические и автоматизированные или полу автоматизированные. Возможность прямого управления в режиме реального времени посредством консоли и/или непосредственного контроля манипулятора предоставлена хирургам в первых двух типах роботов. Наиболее ярким представителем первого типа роботических систем является хирургическая система da Vinci (Intuitive Surgical, Inc. Sunnyvale, CA, USA), ортопедический робот MAKO (MAKO Surgical Corp., Ft.Lauterdale, FL, USA) и роботическая система Acrobot (The Acrobot Company, Ltd. London, UK) являются представителями синергических систем. Третий тип медицинских роботов характеризуется отсутствием полноценного постоянного контроля хирургом и являются программируемыми до операции с возможностями, в некоторых случаях, корректировать программу в ходе манипуляции. Наиболее часто встречающимися представителями данного типа систем являются роботы работающие под контролем визуализирующих устройств (УЗИ, КТ и/или МРТ). Примером такой системы является Innomotion robot (Innomedic, GmbH, Herxeim, Germany) или AcuBot robot для выполнения манипуляций под контролем компьютерной томографии. Медицинские роботы различных типов значимо отличаются друг от друга по своим характеристикам. Общими различиями роботических систем с постоянным контролем хирурга и программируемыми системами является необходимость в наличии максимальной точности и аккуратности в движениях у систем без возможности контроля в режиме реального времени. Объясняется это отсутствием возможности мгновенного изменения хирургом хода оперативного вмешательства и/или манипуляции.
В данной главе представлен краткий обзор развития роботической технологии в медицине, обсуждены различные роботизированные системы и точки их применения в хирургии, включая телемедицину, а также рассмотрены некоторые вопросы будущего медицинских роботовС древних времен человечество пыталось использовать машины для облегчения своего труда, выполнения наиболее тяжелой работы, требуемой значительных физических усилий. Однако, в IX в до н.э, впервые подобное устройство было предложено для развлечения. Древнегреческий философ, математик и механик Архит Тарентский (428-347 до н.э.) спроектировал первую летающую машину - деревянную птицу, способную самостоятельно двигать крыльями при помощи пара и перемещаться на расстояние до 200 метров (Рисунок 1.1)
Следующим шагом стало изобретение древнегреческим математиком Ктесибием Александрийским (285-222 г.г. до н.э.) в 250 году до н.э. хитроумных водяных часов, названных клепсидрами, ставшими самыми точными определителями времени вплоть до изобретения в XVII веке голландским физиком Христианом Гюйгенсом маятника для поддержания незатухающих колебаний (Рисунок 1.2)
Виртуальная реальность, телемониторинг и симуляционное обучение
Многие значительные инновации были внедрены в повседневную практику в прошлом веке. Минимально инвазивная хирургия в настоящее время не является более эксклюзивной мало изученной методикой, а является методом выбора лечения большинства заболеваний. Вместе с тем появились и новые требования к подготовке специалистов и повышению хирургического образования. Сегодня, передача знаний исключительно в операционном театре является крайне недостаточной, поскольку полный, законченный период обучения специалистов в этом случае является выраженно длительным. Именно поэтому беспрестанно создаются новые решения для обучения хирургов, приводящие к формированию специалистов за короткий промежуток времени. Лапароскопическая техника выполнения оперативных вмешательств требует от хирурга не только детального знания анатомии, но и четкой ориентированности в 2D пространстве, моделирование его в трехмерную виртуальную реальность. Сегодня, по мнению многих специалистов, 75% оперативного лечения зависит от способности хирурга принимать решения и на 25% от умения специалиста. Именно поэтому чрезвычайно важно набирать технический и нетехнический опыт еще до начала практической деятельности в качестве обучаемого. Для этих целей предложено несколько вариантов обучающих программ по следующим аспектам: моделирование и нетехнические навыки, виртуальная реальность, телемониторинг и симуляция. С приходом и приобретением повсеместной популярности робот-ассистированных оперативных вмешательств, вопрос обучения роботических хирургов встал особенно остро. В настоящее время нет стандартизированных программ обучения тому или иному робот-ассистированному вмешательству. Имели место несколько пилотных проектов, не завершившихся, однако, формированием какого-либо структурированного модульного механизма обучения. Важнейшим фактором является возможность и целесообразность создания стандартной программы обучения роботическим вмешательствам, поскольку именно подобные вмешательства выполняются стандартно с небольшими отклонениями у подавляющего большинства пациентов.
В данной главе мы описываем становление основных ключевых аспектов обучающих программ, собственный период обучения робот-ассистированной радикальной простатэктомии, на основании которых, а также на основании собственного и зарубежного опыта нами в рамках данной диссертационной работы была разработана первая отечественная модульная программа обучения робот-ассистированной радикальной простатэктомии.
2.2 Человеческий фактор и нетехнические навыки
Сегодня термин «человеческий фактор» является очень модным и применяется практически в любом аспекте жизнедеятельности человека. Однако, все же есть что-то общее объединяющее начало. В каждой сфере деятельности этот термин применяется для объяснения причин развития каких-либо нестандартных ситуаций, выражающихся чаще всего в катастрофах всякого рода.
В медицине термин «человеческий фактор» также применим, поскольку в результате незнания хирургом правил обращения с тем или иным оборудованием, равно как и элементарное отсутствие в операционной необходимого инструментария может привести к катастрофе, способной также унести человеческую жизнь.
Учитывая многогранность применения термина, для исключения человеческого фактора было предложено несколько простых инструментов, основным из которых является заполнение так называемого контрольного списка. Контрольный список пришел в иные отрасли жизнедеятельности из авиации, что является прямым примером преемственности. Случилось это следующим образом.
В 1935 г., в военно-воздушных силах армии США проводилась заключительная фаза испытания новой модели тяжелого бомбардировщика Боинг 299. Самолет превзошел своих конкурентов во время предварительных оценок, и испытательный полет рассматривался как формальность. Испытательный полет состоялся 30 октября 1935 года на аэродроме Райта, Дейтон, штат Огайо.
Вскоре, после спокойного и планового взлета, двигатели заглохли, самолет накренился на одно крыло, упал, и при ударе взорвался. Летчики-испытатели были извлечены из-под обломков, но, позже скончались от полученных травм. Проводившееся расследование пришло к выводу, что причиной катастрофы стал человеческий фактор. Пилот незнакомый с данным прототипом и летящий в нем впервые, пренебрег использовать контроль высоты (механизм контроля высоты самолета). Это человеческая ошибка привела к неконтролируемому пике. Что интересно, испытательный полет проводили главный летчик-испытатель и техник Боинга, однако авиакатастрофа не была предотвращена.
Сфинктер и мембранозная уретра
Применение какого-либо маневра (например, Pinch теста) может приводить к артефактам в результате наличия большого количества аденоматозной ткани и выраженного уретрального угла. В связи с этим выполнение дооперационного исследования МРТ приобретает выраженное значение, поскольку неправильное определение места выполнения передней диссекции шейки мочевого пузыря может привести к выраженному затруднению наложения уретровезикального анастомоза (при формировании шейки дистальнее) или вероятности проникновения в простату (при формировании шейки проксимальнее).
Учитывая наличие пневмоперитонеума контроль дорсального венозного комплекса (ДВС) при роботической операции более тщательный по сравнению с открытой операцией. Более того, возможно прецизионное прошивание дорсального комплекса уже после его диссекции. Основной характеристикой данного сплетения является его вариабельность в анатомическом плане, что выражается в расположении вен в абсолютно непредсказуемых местах. Очень важно знать детально основные анатомические принципы расположения вен, что позволит контролировать ДВК в любом случае. Существуют три основные подгруппы вен: главная, наиболее многочисленная группа проходит в переднелатеральных отделах апекса простаты, две меньшие по численности группы находятся в заднелатеральных отделах и проходят в составе сосудисто-нервных пучков. Зачастую данные группы соединяются между собой посредством большого количества вен разного калибра, идущих спереди назад. Именно эти вены обладают выраженной вариабельностью и могут принести несколько неприятных моментов хирургу. Чем больше расстояние между передней и задними группами вен ДВК, тем сложнее достигнуть тщательного гемостаза при лигировании сосудистого комплекса.
После формирования позадилонного пространства добавочные и/или абберантные пудентальные артерии должны быть визуализированы и по возможности сохранены. В одном из анатомических исследований на трупах было высказано предположение о том, что в 70% случаев у мужчин имеют место инфра- и супралеваторные пенильные артерии, в 15% только инфралеваторные и в 15% только супралеваторные [9]. Супралеваторная артерия происходит из ветвей обтураторной, внутренней и наружной подвздошных артерий. Данные артерии проходит вдоль мочевого пузыря при происхождении из внутренней подвздошной артерии, могут проходить вдоль стенки таза, исходя из обтураторной артерии, или отделяются от леваторов в качестве апикальных пудентальных артерий. Гораздо реже добавочные артерии являются продолжением ветви наружной подвздошной артерии. При этом сосуды впадают в ДВК латеральнее, что создает возможность для их сохранения (Рисунок 3.5). адикальная простакэктомия выполняется пациентам, находящимся в возрастной группе мужчин подверженным нарушениям эректильной функции той или иной степени. Происходит по различным причинам, одна из которых атеросклероз, затрагивающий кровоснабжение полового члена, результирующей в развитие артериальной недостаточности. Во время оперативного вмешательства очень легко распознать и сохранить крупные добавочные сосуды, однако не следует забывать о наличии мелких артерий, сопровождающих сосудисто-нервные пучки. Эти артерии зачастую остаются незамеченными и пересекаются во время выполнения открытого вмешательства. Возможно, что кровоснабжение посредством именно этих малозаметных артерий, совместно с крупными сосудами, способно обеспечить адекватную эректильную функцию у пациентов после радикальной простатэктомии. При использовании роботической техники хирург имеет возможность визуализировать и прецизионно сохранить даже самые мелкие добавочные сосуды, что может иметь критическое значение в сексуальной реабилитации пациентов. Именно поэтому мы рекомендуем как можно тщательнее и бережнее относиться к артериальным сосудам даже самого малого калибра.
Роль ассистента в позиционировании пациента на операционном столе
Эра роботической хирургии, начавшаяся с разработки и повсеместного внедрения в рутинную практику роботической системы da Vinci, привнесла изменения не только в технику оперативных вмешательств и в принципы подготовки и наблюдения больных в послеоперационном периоде, но и в понятие хирургической бригады. Появилось понятие «роботической команды», в которую входят непосредственно хирург, ассистент, операционная сестра и анестезиолог. Основным условием успешной работы команды является постоянство ее состава, при котором каждый участник точно и детально знает свои обязанности и принципы работы хирургической системы, являющейся сложнейшим механизмом.
Внедрение «роботической программы» требует структурированного плана и наличия ключевых моментов, необходимых для начала работы. После принятия решения о начале работы до выполнения первой операции необходимо пройти несколько основных этапов. Начало любой роботической программы может стать серьезным испытанием для всех членов команды, поскольку каждый должен полноценно изучить технологию выполнения роботических операций, включая присоединение и отсоединение тележки пациента, использование роботических расходных материалов и ассистенция удаленно от консольного хирурга. Каждому человеку требуется то или иное время для освоения ключевых навыков и прохождения периода обучения того или иного этапа, что может выраженно влиять на общий результат.
Нами было принято решение о создании отдельной главы, посвященной роботической команде, поскольку именно данная структурная единица является ключевым звеном всей программы. В данной главе, основываясь на собственном опыте, мы обсуждаем основные элементы, включая подготовку операционной, инструментального стола и роль ассистента в роботической команде.
Важнейшим моментом в успешном создании роботической программы является формирование «роботической» команды. Костяк команды должен состоять из 3-4 операционных сестер, 1-2 ассистентов, анестезиолога и хирурга. Данная команда должна состоять из энтузиастов, быть постоянной, не меняться с ходом времени и должна быть сплочена общей идеей реализации роботической программы. Начало формирования подобной команды должно быть заложено во время обучения в одном из тренингов-центров.
Ассистент Требования предъявляемые к ассистенту в основном заключаются в наличии у специалиста навыков лапароскопической хирургии. Наличие базовых знаний, таких как формирование лапароскопического доступа (при помощи иглы Вереша (Verres) или формирование открытого доступа Хассана (Hassan)), установка трокаров, а также знание лапароскопического инструментария может быть серьезным подспорьем для всей «роботической» команды в начале периода обучения. Более того, опытному лапароскопическому хирургу нет необходимости координировать свои движении в соответствии со степенями свободы инструментов, что позволяет ассистенту максимально быстро доставить необходимый инструмент в необходимую точку операционного поля. Отсутствие подобных навыков ни в коем случае не является препятствием для включения хирурга в «роботическую» команду. Однако, время освоения РРП в аспекте подготовки пациента и стыковки с роботической системой, может быть выраженно увеличено.
В самом начале роботической программы целесообразно приглашать на время операции опытного коллегу. Данный момент особенно актуален начинающим роботическим хирургам без опыта или с наличием минимального опыта выполнения открытой радикальной простатэктомии. При этом помощь опытного специалиста будет заключаться в наблюдении и комментировании действий роботического хирурга, что может быть очень полезно и позволит избежать множества ошибок. Более того, в случае непредвиденных обстоятельств, экстренной конверсии к открытой операции, всегда хорошо иметь «под рукой» опытного тазового хирурга, способного оказать действенную квалифицированную помощь.
Невозможно переоценить роль медицинских сестер в «роботической» команде. Именно поэтому, подбор среднего медицинского персонала в команду должен осуществляться особенно тщательно. Прежде всего, необходимо помнить, что на всех этапах становления роботической программы единственным универсальным языком будет английский. Многоступенчатое обучение в тренинг-центрах проводится именно на этом языке. На данном этапе закладываются основы будущего успеха всей команды. Четкое понимание проблемы операционными сестрами одно из важнейших составляющих будущего успеха. Именно поэтому предпочтение в выборе должно отдаваться операционным сестрам со знанием английского языка. Лидер команды должен четко знать, что все члены его коллектива гарантированно понимают, о чем идет речь. Интуитивное понятие проблемы, недопонимание каждой, на первой взгляд, мелочи может привести к разлаженной работе команды и потери большого количества времени на переучивание персонала. Старшая операционная сестра играет далеко не последнюю роль в продвижении роботической программы. Этот человек должен быть полностью ориентирован в проблеме и быть «заодно» со всеми членами команды, служить примером для остальных сестер.
Обеспечение анестезиологического пособия во время проведения РРП является важнейшим моментом. Трудности, которые может встретить на своем пути анестезиолог, в первую очередь, связаны со специфическим позиционированием пациента на операционном столе. Глубокое положение Тренделенбурга может поставить нелегкие задачи перед специалистом в ходе операции. Именно поэтому «роботический» анестезиолог не может меняться от операции к операции, быть как бы случайным человеком в операционной. Именно поэтому лидер должен подобрать анестезиолога в ходе формирования «роботической» команды. Данный специалист должен быть вместе со всеми с самого первого случая выполнения РРП. Вопросы особенностей обеспечения анестезиологического пособия для проведения роботической операции, действия анестезиолога связанные с положением Тренделенбурга, наличием пневмоперитонеума, обеспечение адекватной анальгезии, а также работы в условиях ограниченного пространства, связанного с громоздкостью роботической хирургической системы освящены нами в одной из предыдущих глав.