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Robotique en chirurgie Sommaire Introduction Robotique en chirurgie Chirurgie Spécialités chirurgicaux Robotique en chirurgie général Exemples Applications Etats de l’art Introduction La première génération de robots chirurgicaux est déjà en cours d'installation dans un certain nombre de salles d'opération à travers le monde. Robotiques est mis en place à la médecine car elle permet un contrôle sans précédent et la précision des instruments chirurgicaux dans des procédures minimalement invasives. Jusqu'à présent, les robots ont été utilisés pour positionner un endoscope, effectuer une intervention chirurgicale de la vésicule biliaire et le reflux gastro-œsophagien correct et brûlures d’estomac. Le but ultime du champ de la chirurgie robotique est de concevoir un robot qui peut être utilisé pour effectuer à thorax fermé, la chirurgie à cœur battant. L'utilisation de la robotique en chirurgie augmentera au cours des prochaines décennies sans aucun doute. La chirurgie mini-invasive (MIS) est une approche révolutionnaire de la chirurgie. En MIS, l'opération est effectuée avec des instruments et des équipements de visualisation inséré dans le corps par de petites incisions créées par le chirurgien, contrairement à la chirurgie ouverte avec de grandes incisions. Cela minimise le traumatisme chirurgical et les dommages aux tissus sains, ce qui entraîne des temps de récupération plus courte des patients Jusqu'où robot peut aider la médecine, la chirurgie particulièrement ? D’apporter une réponse, un aperçu de l'État de l’art, de présenter de nouvelles idées sur les types de robots médicaux, les résultats originaux et des expériences pratiques dans ce sujet d’expansion, des robots chirurgicaux existants, nous avons préparé ce travail dans Ces quelques pages La robotique en chirurgie La Chirurgie a connu une évolution au cours des dernières décennies vers minimalement approches invasives des procédures qui ont été classiquement réalisées si grande ouverte incisions. La première hypothèse dans le monde de la chirurgie qu’ '«une grande opération nécessite une grande incision "n'est plus vrai. Le bénéfice des réductions significatives de la taille des incisions est clair pour les chirurgiens qui apprécient moins de complications de la plaie et à la formation du public qui apprécient moins de douleur post-opératoire et un retour rapide aux activités normales. Comme incisions et les ports d'accès deviennent plus petits et moins nombreux, les outils nécessaires pour les tâches de ensable complexe à travers ces ports sont en cours d’élaboration. La robotique est un des principaux outils sont intégrés dans l'environnement chirurgical. Robotique en chirurgie général Patient side cart. ©[2007] Intuitive Surgical, Inc Les Robots chirurgicaux offrent de nombreux avantages dans le domaine de la chirurgie mini-invasive général et ont apporté une contribution significative dans le domaine au cours des vingt dernières années. Robotiques a été introduit à la salle d'opération de chirurgie générale sous la forme de chirurgien contrôlé bras robotisés pour la manipulation de la caméra laparoscopie. Plus récemment, les systèmes de robotique chirurgicale qui permettent au chirurgien d'opérer à partir d’une console ont été introduits. Des défis importants demeurent pour le terrain, y compris le rapport coûtefficacité, la sécurité, la formation et l'adoption. Cependant, les avantages de la robotique dans la salle d'opération sont de plus clair et le développement verra la maturation d'une promesse de avec significateur sur le terrain pour améliorer les soins aux patients Assistant Surgeon Demonstration of the 7 degrees of freedom with Endowrist technology compared to surgeon hands. ©[2007] Intuitive Surgical, Inc Le premier robot chirurgical a été approuvé par la FDA en 1994 pour une utilisation en chirurgie générale. L'® (système endoscopique automatique pour la position optimale, Computer Motion Inc., Goleta CA) Aesop est un système conçu pour aider le chirurgien à l'époque de la laparoscopie en prenant le contrôle de la laparoscopie camera. Le système est composé d', un bras articulé monté électromécanique à la table de salle d'opération. Le bras dispose de degrés de liberté qui est entièrement contrôlé par le chirurgien via la pédale de commande, de contrôle de la main, ou la voix recognition. Aesop ® a été conçu pour réduire le besoin d'un assistant pour faire fonctionner l'appareil pendant les procédures laparoscopiques et a été trouvé pour avoir des avantages dans la réduction bavures, brumisation, les mouvements intempestifs et le temps opératoire général. L’EndoAssist (Prosurgics, High Wycombe, en Angleterre) est un autre approuvé par la FDA caméra laparoscopique système de contrôle qui repose sur une tête montée capteur. Le système est un stand seul chariot avec un bras de robot électromécanique qui est activé par une pédale de pied, et se déplace selon l'angle de vue désiré du chirurgien (figure 1). Le système peut être appris rapidement et offre des avantages similaires à l’Aesop Les systèmes d'Ésope EndoAssist et se sont avérées aussi efficaces dans l'exécution des tâches dans une étude réalisée par Wagner et ses collègues ont alors Nebot et ses collègues trouvé la direction de EndoAssist plus efficace que la voix Aesop commandé deux études ont toutefois noté certains inconvénient de la taille de l'EndoAssist et son séparation a partir de la table d'opération. Le téléopérateur ERA Depuis leur introduction en 1994, les applications robotiques en chirurgie générale ont des dispositifs d’assistance chirurgicale évoluée simples, à des systèmes plus sophistiqués capables d'améliorer la performance chirurgicale. La classe primaire des robots utilisés en chirurgie générale aujourd’hui, sont des machines «maître-esclave », où le robot imite les mouvements du chirurgien. Dans ces unités de la console "maître" de commande, à partir de laquelle le chirurgien opère, est physiquement séparé de l'unité «esclave», composé des bras robotisés effectuant la chirurgie. À la suite de cette séparation, ces systèmes sont également appelés téléopérateurs ou télémanipulateurs Toas. Alors que le fondement des systèmes chirurgicaux de téléopérateur peut être retracé à l’United States National Aeronautics and Space Administration (NASA) dans les années 1970, leur principale développement a été financé par la DARPA (Défense Advanced Research Project administration) comme un outil militaire potentielle pour CAREOF chirurgicale à distance le soldat blessé . Deux grands robots chirurgicaux téléopérateur ont été développés à partir de la recherche, de la da Vinci System chirurgical (Intuitive Surgical , Inc., Sunnyvale , CA) décrit en détail ci-dessous et le système Zeus ® (Computer Motion Goleta , CA). Chirurgie intuitive et Computer Motion a fusionné en 2003, résultant en un seul approuvé par la FDA plate-forme robotique sur le marché aujourd'hui qui porte le nom da Vinci Avantages de system télé robotique chirurgical La chirurgie robotique a été introduite dans la pratique clinique à la fin des années 1990, après conventionnel chirurgie laparoscopique avait déjà eu un impact significatif sur la pratique de la chirurgie moderne. Les principaux avantages des systèmes de robotique chirurgicale proviennent de leur capacité à répondre la plupart des limites des techniques mini-invasives conventionnelles. Moderne instruments laparoscopiques contestent le chirurgien à effectuer des manipulations avec manche rigide instruments par les ports d'accès. Les effets indésirables de l'approche actuelle comprennent contre le mouvement intuitive à la pointe de l'instrument (bras de levier), réduit degrés délibéré, et les limitations optiques d'un affichage en 2 dimensions à travers une lentille unique. Systèmes de chirurgie télé robotique améliorer les moyens de dextérité. Filtres logiciels internes sur le tremblement naturel de la main d'un chirurgien, qui peut devenir particulièrement manifeste sous haute agrandissement et problématique lorsque l'on tente des manœuvres fines en très petits champs En outre, le système peut évoluer mouvements tels que les grands mouvements des poignées de contrôle peut être transformé en petits mouvements à l'intérieur du patient, Enfin, les instruments de 7 degrés de liberté " wristed « améliorer de manière significative la dextérité par rapport à la 5 degrés de liberté de la norme instruments laparoscopiques. Instruments robotisés permettent une plus grande amplitude de mouvement et de rotation, semblable à l’aire de répartition naturelle de l'articulation du whist. Humain augmenté dextérité peut être particulièrement avantageux lors des opérations complexes dans des espaces limités qui exigent amende dissection et de suture intracorporel Au cours de la chirurgie mini-invasive conventionnelle, les instruments de pivotement autour du point d'appui de l'point d’insertion, ainsi un mouvement dans le champ opératoire est toujours opposé à la direction d'mouvement de la main du chirurgien. Dans les systèmes chirurgicaux séparation électronique robotique de l'Conseils d'instrument de poignées élimine les effets de la longueur de l'instrument, minimise les bras de levier , et restaure un contrôle d'instruments non inversée plus intuitive Le système de vision sophistiqué du da Vinci décrit ci-dessus , est une autre importante avantage de la technologie robotique , en ajoutant une mesure de sûreté et de contrôle chirurgical au-delà ce qui est disponible avec la laparoscopie traditionnelle. L’affichage en trois dimensions améliore perception de la profondeur, et la possibilité de grossir les images par un facteur de dix permet extrêmement manipulation chirurgicale sensible et précis. L'alignement de l'axe visuel avec l' Les mains du chirurgien dans la console améliore encore la coordination œilmain. Inconvénients de télé robotique chirurgical Alors que les systèmes de robotique chirurgicale ont fourni avec succès de nombreux avantages par rapport (énorme Minimal Access Surgery) , il y a un certain nombre de limitations qui ont empêché cette technologie d'atteindre son plein potentiel. Au premier rang de ceux-ci est la perte de retour de force (hépatique). Bien que cette réaction soit réduite en chirurgie mini-invasive standard, par rapport à la chirurgie ouverte, il est encore réduit avec l'interface robotique. Le chirurgien doit donc s'appuyer sur des repères visuels tels que la compression des tissus et le blanchiment , et l'étirement de suture (par exemple la déformation du nœud ) , pour déterminer la résistance à la traction du tissu et sutures autres limitation significative de la technologie robotique est le coût initial très élevé de l'achat d'un robot ( ~ $ 1.200.000) ainsi que les coûts récurrents relativement élevés des instruments (~ $ 2500 par 10 l'utilisation instrument jetable ) et la maintenance (~ 100.000 $ par année ) Un argument de poids pour le rapport coût- efficacité de la chirurgie robotique n'a pas encore été fait des études récentes comparant les procédures robotiques avec des opérations classiques révélant que le coût absolu pour les opérations robotiques est significativement plus élevé Enfin, les systèmes robotiques sont grandes et volumineuses et avoir des configurations complexes et consommatrices de temps , nécessitant une formation spécialisée supplémentaire pour toute l'équipe de salle d'opération. Cela se traduit par des temps d'intervention robotisées qui sont plus prévisible par rapport aux approches laparoscopiques conventionnelles, au moins jusqu'à ce que l'équipe chirurgicale devient facile avec l'utilisation de la nouvelle technologie. Même avec une équipe expérimentée, temps d'installation ont été signalés à exiger un supplément de 10 à 35 minutes au début de chaque affaire assistée par robot Sans aucun doute, beaucoup de ces questions seront corrigées dans la prochaine génération d'équipements comme la technologie continue de s'améliorer. Le tableau 1 résume les avantages et les inconvénients de la chirurgie robot assisté par rapport à la chirurgie mini-invasive conventionnelle. Applications actuelles chirurgie générale de la robotique en Cholécystectomie L'introduction de la laparoscopie il ya environ 20 ans de traitement de révolutionniez la maladie de la vésicule biliaire Depuis lors, la cholécystectomie laparoscopique est devenue la norme de diligence et l'un des laparoscopique procédures les plus courantes effectuées aujourd'hui Il n'est donc pas surprenant que la première intervention chirurgicale robotique réalisée sur un être humain était une cholécystectomie laparoscopique en 1997 par Himpens, Leman et Cadiere23 Depuis ce temps, de nombreuses séries cliniques ont été publiés les expériences acquises avec cholécystectomie assistée par robot Toutes ces études ont montré quelques complications intra-ou postopératoire confirmant la faisabilité et l'innocuité de l'utilisation du système Vinci robotique da pour réaliser des études de la cholécystectomie laparoscopique comparant totalement robotisé conventionnel cholécystectomie laparoscopique démontrent généralement beaucoup plus de temps ou les moments les procédures robotiques Aucun avantage de l'évolution clinique n’est actuellement évident pour cholécystectomie robotique sur une cholécystectomie laparoscopique. Néanmoins, la cholécystectomie robotique est une excellente procédure pour enseigner les rudiments de la chirurgie robotique, et peut être utile en tant que procédure de formation. Myotomie de Heller Le rôle de la technologie robotique pour aider les mini-invasive myotomie de Heller est plus apparent. Myotomie de Heller laparoscopique est une opération difficile à réaliser, avec un taux constant de survenant perforation de l'œsophage (environ 7%), même pour les chirurgiens expérimentés La série myotomie Heller télé robotique publié, en comparaison, ont montré extrêmement un faible taux de perforation de l'œsophage Il est estimé que les fonctions d'amélioration de la performance de l'Robot comme l'augmentation de la dextérité, l'imagerie 3D et la filtration de tremblements de permettre une plus grande précision pendant l'exécution du myotomie par rapport aux techniques laparoscopiques traditionnels. Non essais contrôlés randomisés ont été publiés pour l'instant, de valider ces allégations. Chirurgie bar iatrique Systèmes de robotique chirurgicale sont utilisés pour aider à une variété de procédures chirurgicales bar iatriques. Cardière et colleagueswere le premier à entrer dans ce domaine, effectuer un anneau gastrique procédure en 1999. Depuis lors, les techniques chirurgicales télés robotiques ont également été signalés pour le détournement du pancréas biliaire avec switch duodénal, ainsi que divers éléments de procédures de Roux-en-Y dérivation gastrique par laparoscopie Toutes les études démontrent la faisabilité et la sécurité de l'exécution des procédures bar iatriques robotiques. Mohr et ses collègues Robotique en chirurgie générale: l'avenir Télé chirurgie à distance Technologie sophistiquée asynchrone de transfert de mode de télécommunications. Alors qu'il était assis à la console chirurgicale à New York, il a réalisé une cholécystectomie télé robotique, baptisé « Opération Lindbergh " sur sa patiente à Strasbourg, qui est de 4000 km Ce fut vraiment un tour de force technique qui exige une énorme quantité de la planification et de l'exécution de garder la latence, le temps de mouvement de la main du chirurgien à la console à la réponse réelle du robot sur le côté du patient, dans des limites acceptables. Bien que ce ne fût certainement pas une procédure facilement reproduite pour un usage quotidien, An vari et ses collègues ont connu un succès remarquable en établissant un programme de télé chirurgie réel en utilisant fibre optique networks commerciales. Dr Anvari et son groupe ont effectué avec succès 22 chirurgies laparoscopiques tél robotiques y compris fundoplicatures résections sigmoïde, 3 droite hem colectomies résection antérieure et la réparation des hernies inguinales, entre Hamilton, au Canada et un hôpital à distance à North Bay, Canada (une distance de 400 km) Réalité Augmentée chirurgie Intégration numérique est un autre domaine avenir pour le robot chirurgical. Au cours des dernières années, sophistiqué modalités d'imagerie ont élargi au-delà de leur rôle de simples techniques de diagnostic, et sont maintenant la base des applications informatiques interactifs sophistiqués qui guident directement chirurgicale procédures (thérapie guidée par l'image-IGT). La superposition des données d'imagerie radiologique sur l'système de visualisation opératoire, connu comme la réalité augmentée, peut guider la dissection du chirurgien chemin, en montrant les structures anatomiques vitales au-delà de la surface visible l’immédiat avenir promet d'intégration de données d'imagerie préopératoires et peropératoires avec la plate-forme robot assiste dans un système de distribution unifié chirurgicale. Cette union de la thérapie guidée par l'image et la chirurgie robotique peut éventuellement donner lieu à des techniques opératoires qui transcendent véritablement humain capacité. Miniaturisation Les progrès de la Micro-Electro-Mechanical-Systems (MEMS) promettre l'avenir de la robotique voir modes de réalisation plus en plus petits. MEMS sont des dispositifs de mesure en micromètres qui sont construit en utilisant une variété de méthodes de fabrication avancées, y compris la décharge électromagnétique et le micro-usinage au laser La technologie MEMS a commencé en tant que capteurs électromécaniques et actionneurs, mais a grandi à intégrer biologique, fluide, les systèmes optiques et magnétique Capteurs et actionneurs miniaturisés seront bientôt remédier aux limitations de courant robotique chirurgie grâce à la rétroaction haptique et des systèmes de suivi avancés. Au cours long terme, ces dispositifs permettront aux manipulations thérapeutiques complexes à l'intérieur de plus en plus petites structures comme le tube digestif, du système vasculaire, et audelà Automatisation Comme indiqué précédemment dans le chapitre, la chirurgie robotique utilisée en chirurgie générale aujourd'hui n'a pas inclus automatisation significative. Analogue à l'industrie du transport aérien, le contrôle de l'ordinateur de robots chirurgicaux a une tolérance zéro à l'échec. Malgré la possibilité d'automatiser de nombreuses tâches chirurgicales de base, la sécurité barre sera placée très haut. La FDA n'a pas encore approuvé un dispositif automatisé pour la chirurgie générale et va sans doute nécessiter des essais de pré-marché importante avant l'approbation. D'autres disciplines chirurgicales ont vu de petites incursions dans l'automatisation comme avec le ROBODOC Un système d'alésage pour l' Composant fémoral d'implants de la hanche utilisés en chirurgie orthopédique. Le système est programmé basée sur l'imagerie préopératoire et l'enregistrement intra-opératoire pour couper une cavité précis dans le canal fémoral La FDA a approuvé le système après les essais de pré-marché important pour l'échec Surgeon’s console including operative field view (above) and master controls (below). ©[2007] Intuitive Surgical, Inc James Wall, Venita Chandra and Thomas Krummel (2008). Robotics in General Surgery, Medical Robotics,Vanja Bozovic (Ed.), ISBN: 978-3-902613-18-9, InTech, Available from:http://www.intechopen.com/books/medical_robotics/robotics_in_general_surgery
