جراحی از راه دور توسط ربات های جراح (robotic surgery)

تاریخچه :

در سال ۱۹۹۸ سیستم جراحی رباتیک با نام داوینچی توانست برای اولین بار در جراحی لاپاراسکوپیک مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا  FDA قرار گیرد و دری تازه به روی جراحی رباتیک بگشاید. نمونه پیشرفته‌تری از این ربات هم اکنون در اتاق عمل بیمارستان‌های معروف دنیا در حال استفاده است. از این سیستم برای جراحی در بزرگسالان و کودکان استفاده می‌شود. برای اولین بار عمل جراحی از راه دور با کمک ربات در سپتامبر ۲۰۰۱ انجام گرفت در این عمل جراحی کیسه صفرای زن ۶۸ ساله‌ای بستری در بیمارسـتان CIVIL در شرق فرانسه، توسط تیم جراحـی در نیـویورک برداشته شد.

در این عمل جراحی حدود هفت هزار کیلومتر بین تیم جراحی در نیویورک و بیمار بستری شده در بیمارستانی در شرق فرانسه فاصله وجود داشت. پزشک مستقر در نیویورک وسایل جراحی نهاده شده دراتاق عمل توسط ربات را کنترل می‌کرد.  این عمل با کمک خط فیبرنوری پرسرعت و با استفاده از سیستم جراحی رباتیک لاپاروسکوپی  Zeus به مدت ‌۵۴ دقیقه به طول انجامید. در این عمل بیمار بعد از یک هفته فعالیت عادی خود را از سر گرفت. ربات به کار گرفته شده آن طور که همه تصور می‌کنند یک دستگاه خودکار نیست بلکه فقط یک تله منیپولیشن[۱] یعنی انتقال دهنده حرکت از راه دور و در حقیقت یک ابزار واسطه است.

جراحان رباتیک قادر به استفاده از ابزار بسیار ظریف بر روی انگشتان دست خود هستند که میزان دقت جراحی را بالا برده و درصد قابل توجهی از خطاهای انسانی را کاهش داده و می‌توانند سطح مراقبت‌های بهداشتی در قرن 21 را ایمن و کارآمدتر کنند. فناوری جراحی رباتیک نخستین بار در سال 2000 میلادی مورد استفاده قرار گرفت و کاربرد آن در جراحی‌های پیچیده مانند هیسترکتومی (برداشتن رحم) ، برداشتن کیسه صفرا و بازسازی دریچه‌های قلب بطور فزاینده‌ای رو به افزایش است ؛ بطوری که طی سال 2012 میلادی در آمریکا حدود 367 هزار عمل جراحی با کمک ربات انجام شد.

برخلاف خطاهای پزشکی بالقوه که توسط جراح در حین اعمال جراحی روی می دهد ، جراحان رباتیک مجهز به بازوهای مکانیکی پیشرفته‌ای هستند که امکان عمل‌های فوق دقیق بر روی بافت‌های عمیق درون بدن را فراهم می کند.
در عمل جراحی با کمک ربات ، جراح در نزدیکی اتاق عمل از طریق یک صفحه نمایش سه بعدی بر فرآیند جراحی نظارت می‌کند ؛ فناوری رایانه ای حرکات دست جراح را به استفاده دقیق از ابزار ربات ترجمه می‌کند و اگر دست جراح در بین عمل بلرزد ، سیستم رایانه ای قادر به تشخیص خطای جراح بوده و آن را به ربات منتقل نمی‌کند. این فناوری همچنین امکان استفاده از ابزار بسیار ظریف را برای جراح ممکن می‌سازد که آسیب کمتری به بدن بیمار وارد می‌کند و در این حالت با کاهش میزان خونریزی ، نیاز به تزریق خون حین جراحی نیز کاهش یافته و روند بهبود بیمار تسریع می‌شود.

اجزای ربات های جراح :

که از 3 قسمت اصلی تشکیل شده است:

• ربات اصلی که درکنار بیمار قرار می‌گیرد و 4‌‌بازو و یک دوربین اندوسکوپ با قدرت بزرگنمایی بالا دارد که در خدمت دست و چشم جراح هستند.

• محلی برای نشستن و کنترل ربات توسط جراح

• یک رایانه که آنچه دوربین می‌بیند را به تصاویر سه بعدی تبدیل می‌کند.

در جراحی‌های رباتیک بریدگی‌های لازم روی بدن بیمار برای انجام عمل جراحی با دقت بیشتری ایجاد خواهد شد. به عبارت دیگر حرکت بازوهای رباتیک به گونه‌ای است که هیچ گونه لرزشی در آن وجود نداشته و بنابراین برش‌ها در محل دقیق خود ایجاد خواهند شد. این در حالی است که هنگامی که جراحی توسط پـزشـک انجام می‌شود، لرزش دست جراح هنگام ایجاد برش در محل انجام عمل جراحی محدودیت‌هایی را برای پزشک معالج به همراه خواهد داشت.

علاوه بر‌ این از آن‌جا که جراحان رباتیک قادر خواهند بود در اعماق بدن انسان نفوذ کنند بنابراین تنها با ایجاد یک برش کوچک می‌توان جراحی را به دقت روی فرد بیمار انجام داده و نیاز به ایجاد برش‌های بزرگ نخواهد بود. در چنین شرایطی بهبودی بیمار پس از انجام عمل جراحی سریع‌تر خواهد بود. کنسول در نظر گرفته شده به عنوان محل استقرار پزشک معالج به پزشک امکان می‌دهد که بتواند مراحل انجام عمل جراحی را از این طریق تحت کنترل خود بگیرد.

این کنسول یک دنیای مجازی از شرایط انجام عمل جراحی برای پزشک فراهم می‌کند تا به این ترتیب پزشک بتواند با بزرگنمایی ۲۰ برابر عضوی از بدن بیمار را که تحت عمل جراحی قرار گرفته زیر نظر قرار دهد. ربات جراح اطلاعاتی نظیر انعطاف‌پذیری، فشار و مقاومت بافت در محل جراحی را به کنسول رایانه‌ای ارسال می‌کند و پزشک براساس این اطلاعات چگونگی حرکت این بازوی رباتیک را تعیین می‌کند.

ربات جراح نیز از دستورات پزشک که از طریق این کنسول رایانه‌ای ارسال می‌شود، پیروی می‌کند. دست‌ها یا به عبارتی بازوهای این ربات از آزادی عملکرد قابل توجهی برخوردار بوده و قادر است ابزارهای جراحی را که در انجام عمل جراحی از آن ها استفاده می‌شود در دست نگه داشته و جا به جا کند. این بازوهای رباتیک قادرند عمل جراحی را با کارایی بیشتری انجام دهند.

مزایای ربات‌های جراح :

استفاده از ربات‌ها هنگام جراحی موجب افزایش دقت جراح حین عمل می‌شود. ربات‌ها قادرند بدون لرزش و با دقت بالا برش‌های مورد نظر جراح را ایجاد کنند، از جهتی دیگر استفاده از این ربات‌ها موجب صرفه‌جویی در وقت می‌شود. از مزایای این روش برای بیمار می‌توان به کاهش دردهای بعد از عمل، اسکار کمتر، خونریزی کمتر و خطر کمتر عفونت و همچنین کوتاهی دوره بستری در بیمارستان و تسریع دوره بهبودی و بازگشت سریع‌تر به فعالیت روزمره اشاره کرد. یکی از مزایای این دستگاه این است که جراح در وضعیت نشسته و با راحتی بیشتر جراحی را دنبال می‌کند.

مهندسان دانشگاه دوکا نیز در حال کار روی ربات‌های جراحی هستند که قادرند به دور از اتاق عمل و با کمک یا بدون کمک انسان کار خود را انجام دهند. از این ربات‌های مجهز به هوش مصنوعی می‌توان برای درمان فضانوردان استفاده کرد. همچنین این ربات‌ها قادر خواهند بود در میدان‌های جنگ جابه‌جا شوند و هر جا سربازی زخمی یافتند، وی را مداوا کنند. ربات آزمایشی گروه دوکا از فناوری سونوگرافی سه بعدی به همراه یک نرم‌افزار هوش مصنوعی استفاده می‌کند. سرپرست این گروه که استفان اسمیت نام دارد، می‌گوید: «این ربات می‌تواند داخل بافت ارگان‌ها را مشاهده کند، در حالی که تاکنون فقط ظاهر ارگان‌هایی که در مقابل دوربین قرار می‌گیرند، قابل مشاهده بودند.»

این ربات دوربینی دارد که قادر است 30‌‌تصویر سه بعدی را در ثانیه به پردازنده رایانه ارسال کند. به عنوان مثال هنگام جراحی پروستات، رایانه با کمک تصاویر جمع‌آوری شده، تصاویری سه‌بعدی از پروستات می‌سازد. سپس این تصاویر را برای ربات و جراح ارسال می‌کند. پس از پردازش تصاویر رایانه دستورات لازم را به مغز ربات می‌فرستد. دکتر اسمیت می‌گوید: «نکته حائز اهمیت این است که این ربات می‌تواند جراحی را در یک دهم زمان و با دقت 10 برابر نسبت به انسان جراح به پایان برساند.»

خطرات فناوری جراحی رباتیک :

با این حال جراحی با کمک ربات عاری از خطر نیست و بسیاری از متخصصان در خصوص ایمنی و کارآیی استفاده از جراحان رباتیک هشدار می‌دهند ؛ در صورت بروز نقص در عملکرد ربات ، صدمات جبران ناپذیری به بیمار وارد می‌شود که حتی می‌تواند به مرگ فرد منجر شود.

بطور مثال یک بیمار انگلیسی مبتلا به سرطان پروستات در حین جراحی با استفاده از فناوری رباتیک به دلیل نقص عملکرد دوربین‌های متصل به بازوی ربات ، دچار آسیب‌دیدگی شدید روده ، عفونت شدید و سکته قلبی و دو ماه در بخش مراقبت‌های ویژه بیمارستان بستری شد ؛ اما حتی پس از ترخیص از بیمارستان نیز با مشکلات جدی ناشی از خطای جراحی رباتیک مواجه شد. از سال 2009 میلادی نیز 70 مورد مرگ مرتبط با سیستم‌های جراحی رباتیک در آمریکا گزارش شده است که در یکی از موارد ، ربات تحت نظارت جراح در حین انجام عمل هیسترکتومی بطور تصادفی منجر به قطع عروق خونی و مرگ بیمار شد.ماه گذشته میلادی (اکتبر 2013) مطالعه یی بر روی 16 هزار بیمار تحت عمل جراحی هیسترکتومی انجام شد که نشان می‌دهد ، اعمال جراحی رباتیک باعث کاهش عوارض نشده و حتی می‌تواند خطر ابتلا به پنومونی (عفونت ریه) پس از جراحی را در مقایسه با تکنیک‌های متداول جراحی افزایش دهد.

جراحانی که به اندازه کافی ماهر نیستند :

از دیگر مشکلات پیش روی فناوری جراحی رباتیک ، جراحان کم تجربه ای هستند که از دانش کافی جراحی یا شیوه استفاده درست از ربات در حین جراحی برخوردار نیستند.

از ژانویه سال 2012 میلادی تاکنون 500 مورد نقص عملکرد فناوری جراحی رباتیک به سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) گزارش شده است که از جمله این مشکلات می توان به قطع جریان برق ربات یا انتقال برق از ربات به بدن بیمار اشاره کرد.این نقایص می تواند با نحوه تمیز کردن ابزار جراحی ربات بوسیله خراش دادن بر روی یکدیگر مرتبط باشد ؛ این ابزار جراحی دارای پوشش محافظ پلاستیکی هستند که خراش دادن آنها منجر به ایجاد سوراخ و در نتیجه ایجاد اتصالی برق و صدمه دیدن بیمار حین جراحی می شود.

ایمنی تجهیزات پزشکی :

علامت CE یک سیستم در سطح اروپا است که ایمنی تجهیزات پزشکی را تضمین می کند ؛ با این حال رسوایی سال 2012 فرانسه در خصوص ایمنی برخی از ایمپلنت ها نشان داد که وجود این علامت بر روی تجهیزات پزشکی از جمله ربات های جراح نمی تواند لزوماً به معنای ایمنی واقعی باشد . همچنین با توجه به گران بودن تجهیزات جراحی رباتیک ، هیچ نهاد مشخصی در اروپا یا آمریکا وظیفه برگزاری دوره های آموزشی برای جراحان در خصوص نحوه استفاده درست از دستیاران رباتیک را برعهده ندارد.

جراحی رباتیک در ایران :

کشور ما، ایران، با توجه به توان علمی در زمینه پزشکی و رباتیک می‌­تواند به سرعت در این زمینه پیشرفت کند و به قطب علمی در منطقه تبدیل شود. باید توجه داشت که جهان اکنون در ابتدای راه قرار دارد. شاید اکنون با مقداری از سرمایه گذاری بشود به این پیشرفت دست یافت، اما در ۵ یا ۱۰ سال آینده با صدها برابر سرمایه گذاری بیشتر نیز شاید نتوانیم کار خاصی به انجام برسانیم. بحث جراحی رباتیک به کمک رایانه، پدیده نسبتا جدیدی در دنیاست، اما در عین حال رشد قابل توجهی داشته است و تحقیقات دانشکده‌های مهندسی پزشکی دانشگاه‌های معتبر دنیا به این سمت جهت گرفته است.

در ایران نیز پروژه‌ای از طرف وزارت صنایع با مضمون هدف‌گذاری و تدوین استراتژی برای حوزه تجهیزات پزشکی در بخش ابزارهای جراحی توسط دکتر فرزام فرهمند انجام شد. در آ‌ن پروژه، طی مطالعه جامعی درباره ابزار جراحی، حوزه ابزارهای جراحی و کاربرد رباتیک و سیستم‌های رایانه‌ای به عنوان زمینه‌ای برای سوق دادن تحقیقات آتی به آن برگزیده شد. در همین خصوص آزمایشگاهی با عنوان جراحی رباتیک به صورت مشترک بین دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شریف و مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی، در محل مرکز تحقیقات تاسیس شد. هدف اولیه این آزمایشگاه بررسی فناوری‌های جدید و کاربرد آنها در لوازم و تجهیزات جراحی و معرفی آنها به پزشکان است. البته قدم بعدی طراحی و پیاده‌سازی ابزارهای منتخب خواهد بود.