دات نت نیوک
Menu

سیستم جراحی از راه دور زئوس

جراحی از راه دور(Telesurgery)

با کمک کامپیوتر امکان دیجیتال شدن تصاویر وحرکات جراحی فراهم می شود، اطلاعات فیلتر شده کامپیوتری امکان رفع اثر لرزش دست رادارد و منجر به چابکی و دقت بالاتر در جراحی می شود. به علاوه به کمک بسترمخابراتی لازم جهت انتقال داده ها، ارسال اطلاعات به نواحی دور و به تبع آن جراحیاز راه دور امکان پذیر شده است.

جراحی از راه دور مبتنی بر حضور دورادور و فیدبك هپتیك (لمسی)است. درسیستم جراحی از راه دور پیشرفت های مخابراتی با تكنولوژی روباتیك تركیب شده است.جراحی از راه دور این امكان را فراهم می كند كه جراحان مجرب در هر جای جهان عملجراحی لازم را انجام بدهند. با استفاده از این ایده برای انجام یك عمل جراحی خاصمی توان یك تیم از جراحان برجسته را كه در اقصی نفاط جهان ساكن هستند گرد هم آورد،بدون اینكه نیازی به خارج شدن آنها از محل اقامت شان باشد. یا در آموزش جراحی بهدانشجویان در هر نقطه از جهان می توان از این سیستم بهره برد. یك استاد مجرب در یكدانشگاه معتبر بدون خروج از دفتر كار خود می تواند آخرین تجربیات خود را در موردیك عمل جراحی خاص به دانشجویان جراحی در نقاط مختلف جهان آموزش دهد. یا اینكه بااستفاده از سیستم جراحی از راه دور می توان جراحی های تخصصی را در نقاط دورافتادهیا میدان جنگ انجام داد.

بنا به اظهارات جكس مارسكاس يكي ازپيشگامان اين نوع جراحي ، طرح جراحياز راه دور در سال 1993 بعد از اين كه او در سخنراني يك پزشك نظامي شركت كرد و اينپزشك كاربرد آن را در فضا و صحنه هاي جنگ پيش بيني كرد، پا به عرصه وجود گذاشت.مارسكاس ابتدا با شريكان اروپايي همكاري كرد، سپس كار با پولون وانگ، افسر ارشدكامپيوتر موشن در سانتا باربارا و توسعه‌دهنده سيستم رباتيك Zeus (سيستم بكاررفته در اولين جراحي از راه دور) را شروع كرد. وانگ كهبه علم رباتيك پزشكي علاقمند شده بود، در اولين دهه 1990، در شروع جراحیپر سروصداي لاپاروسكوپي مناسب ديد كه آنرا با ارتباطات از راه دور و علم رباتيكتركيب كند. او محل كارش ناسا را ترك كرد و شروع به توسعه دادن يك سيستم رباتيكفعال شونده با صوت كرد. بينسپتامبر 1999و ژوئن 2000 عمل جراحي با استفاده از سيستم  Zeus انجام شد كه در اين عمل، فاصله جراح از بيمار در اتاق عمل 4 متربود. درسپتامبر 2001، يكي از قديميترين جراحيهاي از راه دور، توسط جراحي در نيويورك، بابرداشتن كيسه صفرا از يك خانم 68 ساله، با فاصله 6230 كيلومتر، در استراسبورگفرانسه اجرا شد. اين عمل ركورد گرانترين عمل جراحي را در تاريخ به مبلغ بيش از يكميليون دلار شكست؛ اما مبلغ سرسام‌آور اين عمل نبود كه موضوع اصلي در مطبوعاتمعتبر پزشكي شد. بلكه آن اولين نمونه جراحي از راه دور فرااطلسي بود. اين يك كشفعلمي پزشكي نبود، زيرا جراحي از راه دور قبلاً به طور موفق‌آميزي انجام شده بود،بلكه گواه اين اصل بود كه فناوري كامپيوتر، علم ربات و فايبر اپتيكس و تكنيكهايجراحي به طور كافي پيشرفت كرده‌اند تا بر مشكلات تكنيكي كه قبلاً اين رويكرد رامختل كرده بود، فائق آيند. اكنون برخي از انواع جراحي از راه دور در تعدادي ازكشورها انجام ميشود مانند اتريش، آلمان، ايتاليا، سنگاپور و برزيل.

جراحی از راه دور با كمك كامپیوتر صورت می گیرد، بنابراین با توجه بهاین موضوع نقاط قوت كامپیوتر را می توان با تجربیات انسانی تلفیق نمود. می توانورودی های اعمال شده توسط جراح را با كامپیوتر آنالیز نمود و پس از پالایشدستورات، آنها را به بازوی رباتیك اعمال كرد.. در این حالت در حین جراحی به بدنبیمار آسیب كمتری وارد می شود و بهبودی او سریع تر اتفاق می افتد.

یك مثال كاربردی از جراحی كامپیوتری سیستم Zeus است كه Douglas Boyd آن را برای هدایت جراحی Bypass بر روی 80 بیمار به كار برد.در این سیستم نیازی به شكافتن سینة بیمار نبوده و در نتیجه دورة نقاهت بیماران بهجای چند هفته فقط چند روز است.

سیستم Zeus

این سیستم جراحی روباتیک در سال 1999 تصویب سازمان غذا و دارو، FDA، را  دریافت کرده است . در سال 1999 برای اولین بارZeus  برای انجام عمل جراحی Bypass به كار برده شد و امروزه درجراحی قلب، جراحی های عمومی،زنان و ارولوژی به كار می رود.

این سیستم متشکل از دو زیرسیستم به نامهای "سمت-جراح" (کنسول کنترل جراحی) و"سمت-بیمار" می باشد (شکل زیر).  

 

زیر سیستم سمت جراح

زیر سیستم سمت جراح: زیر سیستم"سمت-جراح" کنسولی دارد که داده های جراح را دریافت می کند. جراح در این کنسول در فاصله چند متری  تخت جراحی قرار می گیرد . جراح صورت خود را رویدستگاه و دستان خود را درون دستگاه قرار می دهد و در این حال تصاویر سه بعدی بزرگشده از زمینه جراحی و همزمان از ابزار جراحی مشاهده می کند. کنترل ابزار جراح راقادر به حرکت در طی یک محدوده مکعبی یک فوتی در فضای کارش می کند. جراحZeus را با استفاده ازjoystick هایی كه در هر دست دارد و با نگاه كردن به صفحه تلویزیون كنترل میكند. برای اطمینان از این كه حركات دست جراح به درستی به وسیله Zeus تفسیر شوند ،  joystick ها form-fitted  هستند. جراح می تواند تصویر رابه صورت 2 یا 3بعدی ببیند. . جراحبا آسودگی می شیند وبا مونیتور ویدیویی و ابزار عمل را انجام می دهد.

زیر سیستم سمت بیمار: جزیی از سیستم که شامل بازوهای روبات می باشد. این بخشجدید فواید و قابلیتهای جدیدی را در زمینه اداره کردن و دستکاری  کردن ابزار دیگر برای رویه های پیچیده فراهم میکند و نیاز به یک پرستار اتاق عمل را مرتفع می کند. معمولاً زیر سیستم"سمت-بیمار" شامل دو بازوی رباتیک است که ورودی دیجیتال را به کارکردابزاری واقعی تبدیل می کنند. انواع مختلفی از ابزار جراحی را می توان به اینبازوها وصل کرد. یک بازوی رباتیک دیگر برای کنترل دوربین وجود دارد که با دستوراتصوتی کنترل می شود و دید جراح از میدان عمل را تولید می كند. این بازو كه مجهز به تكنولوژیاندوسكوپ، AESOP (سیستم خودکاراندوسکوپ با امکان موقعیت یابی بهینه) است، از طریق بزرگنمایی میدانعمل كمك زیادی به دقت عمل جراح می كند. اندسكوپ ابزاری برای بررسیتصویری داخل كانال های بدن مانند مری و اعضاء توخالی مانند معده و مثانه است. در سیستم Zeus امكان كنترل گفتاری نیز فراهم شده است. به این معنی كه جراح می تواندحركات اندسكوپ را با فرمان های سادة گفتاری كنترل كند و در نتیجه دستان جراح برایكار با بازوهای رباتیك آزاد می شود. حركات مطلوب جراح از طریق حركت دادن دسته هایكوچك به سیستم منتقل می شود و بازوهای ربات مشابه این حركات را انجام می دهند.البته حركات دسته ها مقیاس بندی (2مقیاس به 1 یا 10 به 1) هم می شوند و لرزش های احتمالی دست جراح هم حذف می شوند.در نتیجه جراح توانایی بیشتری برای كارهای جراحی ظریف پیچیده پیدا می كند.  AESOP نه تنها به حفظ یك تصویر پایدار از منطقه جراحی كمك میكند بلكهنیاز به دستیار را نیز از بین می برد. AESOP بسیار انعطافپذیر و با 6 درجه ازادی است.

نوعی از سیستم Zeus ازدستگیره های ارگونومیک و سیستم نمایش تصویر 3D استفاده می کند. این سیستم بر اساس ورودی های دریافتی دو دوربیندر سمت چپ و راست کار می کند. در این حالت جراح عینکی به چشم دارد که لنز سمت راستآن فیلتر پلاریزه کننده ساعتگرد و لنز سمت چپ فیلتر پلاریزه کننده پادساعتگرد است.در حین جراحی تصاویر به گونه ای انتقال می یابد که تصاویر دوربین سمت راست توسطلنز سمت راست و تصاویر دوربین سمت چپ توسط لنز سمت چپ مشاهده شود و نهایتاً جراحناظر تصویر سه بعدی خواهد بود.

                         

یكی از مهمترین مسائل در سیستم جراحی از راه دور فیدبك لمسی است.اگرچه ربات های جراح چالاكی فرد جراح را بیشتر می كنند، لرزش كمتری نسبت به دستطبیعی جراح دارند و دید بهتری از میدان عمل تولید می كنند، اما قابلیت احساس ویژگیهای بافت تحت عمل را كم می كنند. جراحان در عمل های معمول از حس لامسة خود برایگرفتن فیدبك از بافت تحت عمل در طی جراحی استفاده می كنند تا در مورد وضعیت بافتتحت عمل تصمیم گیری كنند. این موضوع باید در جراحی از راه دور به كمک كامپیوتر وربات لحاظ شود.

برایانجام جراحی شكمی برش های كوچكی در دیوارة شكم ایجاد شده و ابزارهای جراحی مناسباز طریق این شكاف وارد بدن می شوند. درنتیجه حتی در صورت امكان بهترین تصویربرداریبا بالاترین كیفیت دید سه بعدی طبیعی جراح به دید دو بعدی كاهش می یابد. بنابراینتنها حسن استفاده از دوربین در این حالت بزرگنمایی میدان دید است. با این وجود دركدیداری جراح از میزان عمق تقریباً از بین می رود. همچنین در این حالت فیدبك هپتیككاملاً حذف می شود. یعنی جراح تنها بر اساس مشاهدة یك تصویر دو بعدی تصمیم می گیردو دسته های حركتی را جابجا می كند. یادگیری كار با این سیستم برای جراح دشوار وزمان بر است در عین حال ریسك جراحی را هم بالا می برد.

به طور خلاصه علاوه بر تاكید بر اهمیت و محاسن استفاده از سیستمجراحی از راه دور باید به مشكلات و مسائل مطرح در این زمینه اشاره كرد. تاخیرهایكنترلی در اعمال نیرو و فیدبك آن همراه با تاخیرهای نمایش ویدئویی میدان عمل برعملكرد جراح اثر می گذراند. ابزارهای فیدبك هپتیك مناسب برای كار با بافت هاینرم وجود ندارد.  مردم عادی از كاربردابزارهایی مانند ربات برای انجام جراحی واهمه دارند.


ربات Zeus

دریافت فایل

ترجمه و تلخیص : مهندس پروانه اسکندری (کارشناس ارشد مهندسی پزشکی)