Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Қашықтан операция (сонымен қатар киберхирургия немесе телехирургия деп те аталады) – дәрігердің пациентке операция жасау мүмкіндігі, тіпті олар физикалық тұрғыдан бір орында болмаса да. Бұл телеболғандай сезінудің бір түрі. Роботты хирургиялық жүйе әдетте хирург басқаратын бір немесе бірнеше манипулятордан, басқару консолінен және пайдаланушыға сезімдік кері байланыс беретін сенсорлық жүйеден тұрады. Қашықтан операция жасау робототехника, телекоммуникация (мысалы, жоғары жылдамдықты деректер байланысы) және басқару ақпараттық жүйелерінің элементтерін біріктіреді. Роботты хирургия саласы жетілдірілгенімен, осы роботтардың көпшілігін хирургтар операция жасалатын орында басқарады. Қашықтан хирургия – хирургтар үшін қашықтықтан жұмыс істеу, онда хирург пен пациент арасындағы физикалық қашықтық аса маңызды емес. Бұл мүмкіндік әлемнің кез келген жеріндегі пациенттерге мамандандырылған хирургтардың біліктілігін қолжетімді етуге, пациенттердің жергілікті ауруханадан тысқары сапарлауының қажеттігін жоюға мүмкіндік береді.
Remote surgery (also known as cybersurgery or telesurgery) is the ability for a doctor to perform surgery on a patient even though they are not physically in the same location. It is a form of telepresence. A robot surgical system generally consists of one or more arms (controlled by the surgeon), a master controller (console), and a sensory system giving feedback to the user. Remote surgery combines elements of robotics, telecommunications such as high speed data connections and elements of management information systems. While the field of robotic surgery is fairly well established, most of these robots are controlled by surgeons at the location of the surgery. Remote surgery is remote work for surgeons, where the physical distance between the surgeon and the patient is less relevant. It promises to allow the expertise of specialized surgeons to be available to patients worldwide, without the need for patients to travel beyond their local hospital.
Хирургиялық жүйелер
Хирургиялық робот жүйелері алғашқы функционалдық телехирургиялық жүйе ZEUS-тен бастап, қазіргі кезде коммерциялық түрде қолжетімді жалғыз хирургиялық робот жүйесі – da Vinci хирургиялық жүйесіне дейін дамытылды. Израильде Технионның механика факультетінің профессоры Моше Шохам компания құрды. Бұл роботтар көбінесе "жерінде" орындалатын хирургияда қолданылады, хирургқа көмектеседі, нақтылығын арттырады және пациенттерге тигізетін зиянды азайтады.
Surgical robot systems have been developed from the first functional telesurgery system ZEUS to the da Vinci Surgical System, which is currently the only commercially available surgical robotic system. In Israel a company was established by Professor Moshe Schoham, from the faculty of Mechanical Engineering at the Technion. Used mainly for "on site" surgery, these robots assist the surgeon visually, with better precision and less invasiveness to patients.
Шығындар
975 000 долларға сатылған ЗЕУС роботты хирургиялық жүйесі 1 миллион доллар тұратын да Винчи хирургиялық жүйесінен арзан болды. Телехирургия арқылы жасалған операцияның құны нақты емес, бірақ хирургиялық жүйеге, хирург еңбегіне төлеу қажет, сондай-ақ бір жылдық ATM технологиясын қаржыландыруға үлес қосу керек, ол 100 000 – 200 000 доллар шамасында тұрады.
Marketed for $975,000, the ZEUS Robot Surgical System was less expensive than the da Vinci Surgical System, which cost $1 million. The cost of an operation through telesurgery is not precise but must pay for the surgical system, the surgeon, and contribute to paying for a year's worth of ATM technology which runs between $100,000 $200,000.
Линдберг операциясы
Бірінші толыққанды қашықтықтан жасалған операция 2001 жылдың 7 қыркүйегінде Атлант мұхиты арқылы өтті, онда француз хирургі (Д-р Жак Мареско) Нью-Йорк қаласында 68 жастағы әйел пациентке холецистектомия жасады, ол Францияның Страсбург қаласында 6230 км қашықтықта болды. Бұл операция Чарльз Линдбергтің Нью-Йорктен Парижге жасаған тарихи Атланттық ұшуының құрметіне «Линдберг операциясы» деп аталды. France Telecom жаңғырту уақытын (latency) азайту және байланысты оңтайландыру үшін артық оптикалық ATM желілерін қамтамасыз етті, ал Computer Motion модификацияланған Zeus роботтық жүйесін ұсынды. 2001 жылдың шілдесінде толық шешімнің клиникалық бағасынан кейін, адамға жасалған операция 2001 жылдың 7 қыркүйегінде сәтті аяқталды. Процедураның табысы және кең танылуы роботтық команданы осы технологияны Канадада да қолдануға итермеледі, бұл жолы Bell Canada-ның қоғамдық интернеті Хамильтон, Онтарио және Солтүстік Бей, Онтарио арасында (шамамен 400 километр қашықтықта) пайдаланылды. «Линдберг операциясы» алғашқы телехирургияның сенімділігі мен табысын қамтамасыз ету үшін ең қымбат ATM оптикалық байланыс желісін қолданған болса, Канададағы келесі процедуралар стандартты қоғамдық интернетті пайдаланды, ол MPLS QOS арқылы QOS қамтамасыздығымен жабдықталған. Осы жағдайда тәжірибелі дәрігер операция жасап жатқан, тәжірибесі аз хирургқа көмектесетін бірқатар күрделі лапароскопиялық процедуралар орындалды. Нәтижесінде пациент өз қаласында қалып, ең жақсы күтім алды, тәжірибесі аз хирург құнды тәжірибе жинақтады, ал тәжірибелі хирург саяхаттамай-ақ өз білімін ұсынды. Роботтық команданың мақсаты Линдбергтің идеялық жобасын нақты өмірдегі шешімге айналдыру болды. Бұл Хамильтон мен Норт-Бей арасында өткен 20-дан астам күрделі лапароскопиялық операциялар арқылы қол жеткізілді.
The first true and complete remote surgery was conducted on 7 September 2001 across the Atlantic Ocean, with a French surgeon (Dr. Jacques Marescaux) in New York City performing a cholecystectomy on a 68 year old female patient 6,230 km away in Strasbourg, France. It was named Operation Lindbergh, after Charles Lindbergh's pioneering transatlantic flight from New York to Paris. France Telecom provided the redundant fiber optic ATM lines to minimize latency and optimize connectivity, and Computer Motion provided a modified Zeus robotic system. After clinical evaluation of the complete solution in July 2001, the human operation was successfully completed on 9/7/2001. The success and exposure of the procedure led the robotic team to use the same technology within Canada, this time using Bell Canada's public internet between Hamilton, Ontario and North Bay, Ontario (a distance of about 400 kilometers). While operation Lindbergh used the most expensive ATM fiber optics communication to ensure reliability and success of the first telesurgery, the follow on procedures in Canada used standard public internet which was provisioned with QOS using MPLS QOS MPLS. A series of complex laparoscopic procedures were performed where in this case, the expert clinician would support the surgeon who was less experienced, operating on his patient. This resulted in patient receiving the best care possible while remaining in their hometown, the less experienced surgeon gaining valuable experience, and the expert surgeon providing their expertise without travel. The robotic team's goal was to go from Lindbergh's proof of concept to a real life solution. This was achieved with over 20 complex laparoscopic operations between Hamilton and North Bay.
Қолданбалар
Операция Линдбергтен бері қашықтықтан хирургиялық операциялар көптеген орындарда маңызды жетістіктерге жетті. Бүгінгі күнге дейін Канаданың Гамильтон қаласында лапароскопиялық хирург қызметін атқаратын доктор Анвари, Гамильтоннан 400 шақырым қашықтықта орналасқан Норт-Бей қаласындағы пациенттерге көптеген қашықтықтан операциялар жасады. Доктор Анвари арнайы емес оптикалық талшық байланысы арқылы VPN қолданғанымен, бұл байланыс жүйелік телекоммуникациялық деректермен бөліседі, процедуралары кезінде ешқандай байланыс мәселесі туындаған жоқ. Технологияның қарқынды дамуы қашықтықтан хирургиялық бөлмелердің арнайы мамандануына мүмкіндік берді. Канаданың Торонто қаласындағы Mt. Sinai ауруханасының Advanced Surgical Technology Center-індегі хирургиялық бөлме хирургтың дауыстық командаларына жауап береді, операциялық ортадағы жарықтандыру, операциялық үстелдің орналасуы және хирургиялық құралдар сияқты әртүрлі жабдықтарды басқаруға мүмкіндік береді. Коммуникациялық технологиялардың үнемі жетілуі, жоғары өткізу қабілеті мен қуатты компьютерлердің болуы қашықтықтан хирургиялық бөлімшелерді орнатудың қарапайымдылығы мен тиімділігін жылдам арттыруға ықпал етеді. Хирургтің білімі мен физикалық дағдысын қашыққа жеткізу мүмкіндігі зор қызығушылық тудырады. Осы мәселе бойынша жан-жақты зерттеулер жүргізілуде. Қарулы күштердің мүддесі айқын, себебі телеқатысу, телеоперация және телероботиканың үйлесімі, соғыс салдарынан зардап шеккендердің өмірін жедел медициналық көмек көрсету арқылы сақтап қалуға мүмкіндік береді. Операцияларды роботтардың орындауының тағы бір артықшылығы – дәлдік. Англияның Лондонындағы Guy's Hospital-да жүргізілген зерттеуде 304 науқасқа жасалған бүйрек операцияларының нәтижелері дәстүрлі және қашықтықтан орындалған операциялармен салыстырылды. Зерттеу көрсеткендей, роботтарды қолдану арқылы жасалған операциялар бүйрек тастарын анықтауда дәлдікке ие болды. 2015 жылы роботтық хирургиядағы кешігу уақытын анықтау үшін тағы бір сынақ жүргізілді. Флоридадағы аурухана интернет арқылы туындаған кешігуді сәтті сынап көрді, бұл Техас штатының Форт-Уорт қаласындағы симуляциялық роботтық операцияда хирургтың виртуалды басқаруымен 1200 мильден астам қашықтықта орындалды. Команда роботтық операциялардағы кешігу уақытының маңызды еместігін анықтады. Флоридадағы Николсон ауруханасының технологиялық директоры Роджер Смит команданың қорытындысы бойынша телехирургияның АҚШ-тың кең аумақтарында мүмкін екенін және жалпы алғанда қауіпсіз екенін мәлімдеді.
Since Operation Lindbergh, remote surgery has been conducted many times in numerous locations. To date Dr. Anvari, a laparoscopic surgeon in Hamilton, Canada, has conducted numerous remote surgeries on patients in North Bay, a city 400 kilometres from Hamilton. Even though he uses a VPN over a non dedicated fiberoptic connection that shares bandwidth with regular telecommunications data, Dr. Anvari has not had any connection problems during his procedures. Rapid development of technology has allowed remote surgery rooms to become highly specialized. At the Advanced Surgical Technology Center at Mt. Sinai Hospital in Toronto, Canada, the surgical room responds to the surgeon's voice commands in order to control a variety of equipment at the surgical site, including the lighting in the operating room, the position of the operating table and the surgical tools themselves. With continuing advances in communication technologies, the availability of greater bandwidth and more powerful computers, the ease and cost effectiveness of deploying remote surgery units is likely to increase rapidly. The possibility of being able to project the knowledge and the physical skill of a surgeon over long distances has many attractions. There is considerable research underway in the subject. The armed forces have an obvious interest since the combination of telepresence, teleoperation, and telerobotics can potentially save the lives of battle casualties by providing them with prompt attention in mobile operating theatres. Another potential advantage of having robots perform surgeries is accuracy. A study conducted at Guy's Hospital in London, England compared the success of kidney surgeries in 304 dummy patients conducted traditionally as well as remotely and found that those conducted using robots were more successful in accurately targeting kidney stones. In 2015, another test was conducted on the lag time involved in the robotic surgery. A Florida hospital successfully tested lag time created by the Internet for a simulated robotic surgery in Ft. Worth, Texas, more than 1,200 miles away from the surgeon who was at the virtual controls. The team found out that the lag time in robotic surgeries, were insignificant. Roger Smith, CTO at the Florida Hospital Nicholson Center said that the team had concluded that, telesurgery is something that is possible and generally safe for large areas within the United States.
Көмектестірілмеген роботпен операция жасау
Мамандар хирургтардың тәсілдерін зерттеп, арнайы компьютерлік жүйелерге сақтағандықтан, бір күні роботтар адамның аз немесе ешқандай араласуынсыз операциялар жасауға қабілетті болуы мүмкін. Итальяндық хирург Карло Паппоне бірнеше хирургтан жиналған деректерді және мыңдаған операцияларды пайдаланатын бағдарламалық құралды жасады, ол адамның тікелей қатысуынсыз операция жасауға мүмкіндік береді. Сенімсіз дереккөз: себебі, менің зерттеуімде бұл туралы бастапқы ақпараттың жаңылысып, жаңалықтарда таратылғаны және роботтың ішкі жұмысында әлі де адамның көмегі қажет екені туралы мақала кездескен еді. Бұл бір күні қымбат, күрделі операцияларды, тіпті дәстүрлі түрде тиісті медициналық жағдайлары жоқ аймақтардағы науқастарға да қолжетімді ете алады.
As the techniques of expert surgeons are studied and stored in special computer systems, robots might one day be able to perform surgeries with little or no human input. Carlo Pappone, an Italian surgeon, has developed a software program that uses data collected from several surgeons and thousands of operations to perform the surgery without human intervention. Unreliable source: reason=Could have sworn that my research turned up an article on how the original info on this had been garbled and propagated by the news media, and that the robot actually still had some human assistance. This could one day make expensive, complicated surgeries much more widely available, even to patients in regions which have traditionally lacked proper medical facilities.
Форс-қайта байланыс және уақыт кідірісі
Нақты манипуляцияларды орындау қабілеті кері байланысқа көп тәуелді. Мысалы, жұмыртқаны ұстау үшін қандай қысым керек екенін үйрену оңай. Роботты хирургияда хирургтар хирургиялық құралдарға тікелей тиместен қолданылатын күшті сезіне алуы керек. Мұны симуляциялау үшін күшті кері байланыс немесе тактильді технология деп аталатын жүйелер әзірленді. Тактильдік – бұл қолмен сезу ғылымы. Кез келген тактильді кері байланыс қолдың тиюіне қарсы жауап беретін күшті қамтамасыз етеді. Телехирургиядағы тактильді технология пациенттің немесе тіліктің виртуалды бейнесін жасау арқылы хирургқа жұмыс істеп жатқан нәрсені көруге және сезінуге мүмкіндік береді. Бұл технология хирургқа сірәлер мен бұлшық еттерді нақты пациенттің денесіндей сезінуге мүмкіндік беру үшін жасалған. Дегенмен, бұл жүйелер қашықтан хирургияда қолданылатын желілердегідей уақыт кешігуіне өте сезімтал.
The ability to carry out delicate manipulations relies greatly upon feedback. For example, it is easy to learn how much pressure is required to handle an egg. In robotic surgery, surgeons need to be able to perceive the amount of force being applied without directly touching the surgical tools. Systems known as force feedback, or haptic technology, have been developed to simulate this. Haptics is the science of touch. Any type of Haptic feedback provides a responsive force in opposition to the touch of the hand. Haptic technology in telesurgery, making a virtual image of a patient or incision, would allow a surgeon to see what they are working on as well as feel it. This technology is designed to give a surgeon the ability to feel tendons and muscles as if it were actually the patient's body. However these systems are very sensitive to time delays such as those present in the networks used in remote surgery.
Тереңдікті қабылдау
Кесіктің тереңдігін бағалай білу өте маңызды. Адамның екікөзді көруі үш өлшемді кеңістікте мұны жеңілдетеді. Дегенмен, бұл компьютердің жалпақ экранында көрсетілгенде әлдеқайда қиын болуы мүмкін.
Being able to gauge the depth of an incision is crucial. Humans' binocular vision makes this easy in a three dimensional environment. However, this can be much more difficult when the view is presented on a flat computer screen.
Мүмкін болатын пайдаланулар
Қашықтан операция жасаудың бір мүмкін қолданылуы – АҚШ әскерилерінің Қорғаныс жоғары технологиялық зерттеулер агенттігі (Defense Advanced Research Agency) ұсынған "Травма Под" жобасы. Бұл жүйе, майданда жарақат алған әскерлерге, алыс жердегі медициналық қызметкерлердің біліктілігін пайдалану арқылы көмек көрсетуге бағытталған. Тағы бір болашақ мүмкіндік – ұзақ ғарыш саяхаттары кезінде қашықтан операция жасау.
One possible use of remote surgery is the Trauma Pod project conceived by the US military under the Defense Advanced Research Agency. This system is intended to aid wounded soldiers in the battlefield by making use of the skills of remotely located medical personnel. Another future possibility could be the use of remote surgery during long space exploration missions.
Шектеулер
Қазірге дейін қашықтан хирургиялық операция кең таралған технология емес, себебі үкіметтер тарапынан қолдау жеткіліксіз. Оны кеңінен қабылдау үшін көптеген мәселелерді шешу қажет. Мысалы, екі орын арасындағы қауіпсіз және жоғары жылдамдықты байланысты қамтамасыз ету, клиникалық ережелерді әзірлеу, оқыту жүргізу және жабдықтардың жаһандық үйлесімділігін орнату. Тағы бір технологиялық шектеу – байланысқа араласу (хакерлік шабуыл) қаупі. Сонымен қатар, байланыс үзілген немесе роботтың жұмысында ақау болған жағдайда, анестезиолог пен қосымша хирургтың қатысуы міндетті. Дегенмен, "Линдберг" операциясы қазіргі таңдағы технологияның көмегімен әлемнің шалғай аймақтарына сарапты көмек көрсетуге мүмкіндік бар екенін көрсетті.
For now, remote surgery is not a widespread technology in part because it does not have sponsorship by the governments. Before its acceptance on a broader scale, many issues will need to be resolved. For example, establishing secure very fast connections between the two sites, establishing clinical protocols, training, and global compatibility of equipment. Another technological limitation is the risk of interference with the communications (hacking). Also, there is still the need for an anesthesiologist and a backup surgeon to be present in case there is a disruption of communications or a malfunction in the robot. Nevertheless, Operation Lindbergh proved that the technology exists today to enable delivery of expert care to remote areas of the globe.