Robotick

1
Robotická chirurgie

• Petr Smetana
• Katedra kybernetiky
• CVUT FEL

2
Obsah

• Motivace
• Roboti asistivní, plnící hlasové príkazy (AEZOP)
• Cíl Nahrazení lékare-asistenta
  robotem-asistentem
• Roboti navádení pomocí zobrazovacích technik
  (CyberKnife, NeuroMate, Robodoc)
• Cíl Automatizované navádení nástroju
• Roboti chirurgictí, vedení chirurgem (daVinci,
  ZEUS)
• Cíl Kratší rekonvalescence pacienta, šetrnejší
  provedení zákroku, snížení chybovosti chirurga,
  
• Reference

3
Motivace k používání robotu

• ulehcení a zkvalitnení práce chirurga
• robot nepotrebuje odpocinek, neunaví se
• netrpí tresem rukou
• jemnejší a presnejší pohyby
• menší zátež pro pacienta nejen po fyzické, ale i
  psychické stránce
• V konecném dusledku je operace provedená za
  pomoci robota financne výhodnejší pacient je
  kratší dobu hospitalizován, rychleji se muže
  vrátit do aktivního života, menší potreba
  následné medikamentózní lécby

4
Roboti asistivníRobot AEZOP 3000 od fy Computer
Motion

• robotické rameno pro manipulaci s endoskopickou
  kamerou pri minimálne invazivních zákrocích
• reaguje na hlasové príkazy zacínající slovem
  Aezop, pokud dobre neporozumí, nic neudelá
• pri ucení príkazu chirurg namluví
• systémem definované anglické hlasové
• príkazy a vytvorí tak svou osobní
• hlasovou kartu
• pred operací se vymezí pracovní
• prostor ramene tak, aby se neublížilo
• pacientovi
• Cena cca 65 000

The Automated Endoscopic System for Optimal
Positioning
5
Roboti navádení

• Navádení za pomoci zobrazovacích technik a lékare

6
Roboti navádeníCyberKnife od fy Accuray

• robot je schopen za pomoci kontinuálního RTG
  snímkování a z predchozích CT snímku presne
  lokalizovat tumor a pomocí vysokoenergetického
  zárení jej znicit
• plánování dávky zárení
• reaguje ihned na zmenu polohy pacienta (napr.
  dýchací pohyby)
• není treba použít stereotaktický rám -gt rychlé a
  pohodlné, možnost aplikace kdekoliv po celém tele
• nevýhodou je nutnost RTG zárení pri zamerování
• rameno se záricem je pohyblivé kolem pacienta
• stul s pacientem je rovnež pohyblivý

7
Roboti navádeníCyberKnife od fy Accuray
8
Roboti navádeníCyberKnife od fy Accuray
9
Roboti navádeníNeuroMate od fy Integrated
Surgical Systems

• robot pro operace mozku
• na základe snímku z CT lékar vymezí operacní
  pole robota a naplánuje strategii operace, kterou
  však muže kdykoliv behem operace upravovat
• robot je presnejší, než lidské ruce - hlavní
  výhoda
• nepotrebuje stereotaktický rám k uchycení hlavy

10
Roboti navádeníRobodoc od fy Integrated Surgical
Systems

• robot pro prípravu kostí na implantování
  kloubních náhrad (kycelních, koleních)
• presná príprava stehení kosti pro zasazení
  kloubní náhrady
• urcí parametry potrebné náhrady
• upozorní na možné problémy pri operaci
• na základe analýzy CT snímku
• šetrnejší než pri rucní príprave kostí
• chirurgem
• pri úprave kostí dbá na to, aby se tkán
• neprehrívala a neodumírala

11
Roboti chirurgictí

• Robot je prodloužením chirurgových rukou v tele
  pacienta
• Typické použití je pro laparoskopické operace
  (jde o tzv. minimálne invazivní chirurgii)
  malými otvory se ramena robota zavedou do tela
  pacienta (dutiny brišní). Tu je treba vyplnit
  plynem, aby se vytvoril prostor pro manipulaci s
  rameny. Chirurg je prítomen u operacní konzole
  robota a ramena rídí pohybem speciálních
  joysticku. Pohled do dutiny mu zprostredkovává
  kamera s 3D zobrazením.
• Výhodou takovýchto robotických operací je
  šetrnejší provedení operace, rychlejší zotavení
  pacienta (menší potreba nemocnicního personálu),
  menší jizvy, kratší pobyt v nemocnici, nižší
  riziko infekce, není potreba krevních transfuzí

12
Roboti chirurgictí

• Robot dokáže odstranit tres rukou operatéra
• Možnost nastavení prevodního pomeru pohybu rukou
  na pohyb nástroju -gt jemnejší provedení operace
• 3D zobrazení operacního pole na rozdíl od
  klasické 2D laparoskopické kamery
• Operatér se muže s operacní konzolí nacházet
  treba i na jiném kontinente.
• Možnost trénovat na chirurgy na virtuálních
  operacích
• Více lidí muže sledovat operaci prímo tak, jak ji
  vidí operatér
• Skvelá pohyblivost nástroju (6-7 stupnu volnosti
  oproti 4 pri klasické laparoskopii), i vetší, než
  pohyblivost rukou

13
Roboti chirurgictí

• Použití nachází v oblastech trávícího traktu,
  gynekologické, urologické i srdecní operace
• Nevýhodou je absence jakéhokoliv citu v
  nástrojích, ale chirurgové si prý rychle zvykají,
  a pomerne velká porizovací cena robota a
  potrebných nástroju

14
Roboti chirurgictí Systém ZEUS od fy Computer
Motion

• Soucástí je i robot AEZOP pro hlasové rízení
  kamery
• Bypass na bijícím srdci, pacient byl druhý den
  doma

Cena cca 900 000
15
Roboti chirurgictí Systém daVinci 1200 od fy
Intuitive Surgical

• Robotický systém puvodne vyvíjený NASA pro
  pilotované meziplanetární lety a pro operace
  amerických vojáku v ponorkách ci na letadlových
  lodích nebo vzdálených bitevních polích bez
  prítomnosti chirurga

Cena cca 1 000 000
16
Roboti chirurgictí Systém daVinci 1200 od fy
Intuitive Surgical
17
Roboti chirurgictí Systém daVinci 1200 od fy
Intuitive Surgical

• Sada vymenitelných nástroju (s omezeným poctem
  použití kvuli zarucení požadovaných parametru,
  cena jednoho nástroje je asi 110 000 Kc, pocet
  použití kolem 15 v závislosti na typu nástroje)
• Velká škála nástroju

18
Roboti chirurgictí Systém daVinci 1200 od fy
Intuitive Surgical

• Prepínání ramen pomocí nožních pedálu
• Ochrana proti výpadkum energie
• Intuitivní obsluha
• Automatické zablokování pohybu ramen pri poruše
• Schválen k mnoha operacím na rozdíl od robota
  ZEUS
• Výmena vadných cástí v rámci jejich životnosti
  zdarma
• Budoucnost
• Chirurg bude mít zpetnou vazbu o síle, jakou
  pusobí prostrednictvím nástroju na tkán
• Napojení na expertní systém a možnost konzultace
  zákroku prímo pri operaci, navigace,

19
Roboti chirurgictí Systém daVinci 1200 od fy
Intuitive Surgical
20
Roboti chirurgictí Pocty provedených robotických
operací
21
Roboti chirurgictí Systém daVinci v Evrope
22
Reference

• Accuray Incorporated (www.accuray.com)
• Integrated Surgical Systems (www.robodoc.com)
• Intuitive Surgical (www.intuitivesurgical.com)
• Computer Motion (www.computermotion.com)
• Hospimed (www.hospimed.cz)
• Reklamní CD od fy Hospimed o systému daVinci

23
Dekuji za pozornost