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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
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