Medicininis endoskopas „Black Technology“ (7) Lankstus chirurginis robotinis endoskopas

Medicininis endoskopas „Black Technology“ (7) Lankstus chirurginis robotinis endoskopas

Lanksti chirurginė robotinė endoskopinė sistema atspindi naujos kartos minimaliai invazinės chirurgijos technologinę paradigmą, kurioje derinama lanksti mechanika, dirbtinis intelektas ir tikslus valdymas, siekiant atlikti tikslias operacijas, kurių žmogaus rankos negali atlikti sudėtingose anatominėse struktūrose. Toliau pateikiama išsami šios revoliucinės technologijos analizė iš 8 aspektų:

1. Techninis apibrėžimas ir pagrindinės savybės

Revoliucinis proveržis:

Laisvės laipsnio padidinimas: 7+1 laisvės laipsnis (tradiciniai kietieji veidrodžiai turi tik 4 laisvės laipsnius)

Judesio tikslumas: mažesnio nei milimetro (0,1 mm) virpesių filtravimas

Lanksti konfigūracija: gyvatės formos rankenos konstrukcija (pvz., „Medrobotics Flex“)

Protingas suvokimas: grįžtamasis ryšys su jėga + 3D vaizdinė navigacija

Palyginti su tradicine endoskopija:

2. Sistemos architektūra ir pagrindinės technologijos

Trys pagrindinės posistemės:

(1) Operacinė platforma:

Pagrindinė konsolė: 3D vaizdas + pagrindinio ir pavaldinio valdymas

Mechaninė ranka: pagrįsta sausgyslių varomais / pneumatiniais dirbtiniais raumenimis

Instrumentų kanalas: Palaiko 2,8 mm standartinius instrumentus

(2) Lankstus endoskopas:

Skersmenų diapazonas: 5–15 mm (pvz., „Da Vinci SP“ 25 mm vienos skylės sistema)

Vaizdavimo modulis: 4K/8K + fluorescencija / NBI multimodalinis

Medžiagų inovacija: nikelio ir titano lydinio karkasas + silikono išorinė danga

(3) Pažangus centras:

Judesio planavimo algoritmas (RRT * kelio optimizavimas)

Intraoperacinė dirbtinio intelekto pagalba (pvz., automatinis kraujavimo taškų žymėjimas)

5G nuotolinė chirurginė pagalba

3. Klinikinio taikymo scenarijai

Pagrindinis chirurginis proveržis:

Chirurgija natūraliu kanalu (PASTABOS):

Burnos tiroidektomija (be kaklo randų)

Transvaginalinė cholecistektomija

Siaurosios erdvės chirurgija:

Įgimtos stemplės atrezijos rekonstrukcija vaikams

Intrakranijinių hipofizės navikų nosies rezekcija

Itin tikslus veikimas:

Mikroskopinė tulžies latako anastomozė kasos latake

0,5 mm storio kraujagyslių siūlas

Klinikinės vertės duomenys:

Klivlando klinika: NOTES chirurgija sumažina komplikacijas 37 %

Šanchajaus Ruijino ligoninė: roboto sukeltos ESD operacijos laikas sutrumpintas 40 %

4. Gamintojų ir techninių maršrutų atstovavimas

Pasaulinė konkurencinė aplinka:

5. Techniniai iššūkiai ir sprendimai

Inžineriniai sunkumai:

Jėgos grįžtamojo ryšio trūkumas:

Sprendimas: Skaidulinių Brago gardelių (FBG) deformacijos jutimas

Įrangos konfliktas:

Proveržis: asimetrinio judesio planavimo algoritmas

Dezinfekcijos kliūtis:

Inovacija: Vienkartinio naudojimo lankstus apvalkalas (pvz., „J&J Ethicon“)

Klinikiniai skausmo taškai:

Mokymosi kreivė: virtualios realybės mokymo sistema (pvz., „Osso VR“)

Erdvės pozicionavimas: elektromagnetinis sekimas + KT/MRT vaizdų suliejimas

6. Naujausi technologiniai pasiekimai

Pažangūs proveržiai 2023–2024 m.:

Magnetinio valdymo minkštas robotas: Harvardo universiteto sukurtas milimetrinio lygio magnetinio valdymo kapsulės robotas („Science Robotics“)

Autonominė dirbtinio intelekto operacija: Johnso Hopkinso universiteto STAR sistema atlieka autonominę žarnyno anastomozę

Ląstelių lygmens vaizdinimas: konfokalinės endoskopijos ir robotikos (pvz., Mauna Kea + da Vinci) integracija

Registracijos etapas:

2023 m. FDA patvirtino pirmąjį vaikams skirtą lankstų robotą („Medtronic Hugo RAS“).

Kinijos 14-asis penkerių metų planas investuoja 1,2 milijardo juanių į pagrindinius mokslinius tyrimus ir plėtrą, skirtą paremti vidaus sistemas.

7. Būsimos plėtros tendencijos

Technologinės evoliucijos kryptis:

Ultraminiatiūrizavimas:

Intravaskulinės intervencijos robotas (<3 mm)

Nuryjama chirurginė kapsulė

Grupinis robotas: daugiafunkcinė mikrorobotų bendradarbiaujanti chirurgija

Smegenų ir kompiuterio sąsaja: tiesioginis neuroninių signalų valdymas (pvz., „Synchron Stenrode“)

rinkos prognozė:

Tikimasi, kad iki 2030 m. pasaulinės rinkos dydis pasieks 28 mlrd. JAV dolerių („Precedence Research“).

Vienos skylės operacija sudaro daugiau nei 40 % atvejų

8. Tipiniai chirurginiai atvejai

1 atvejis: burnos ertmės tiroidektomija

Sistema: da Vinci SP

Operacija: visiškas 3 cm naviko pašalinimas per burnos vestibiuliarinį priėjimą

Privalumas: nėra kaklo randų, išrašoma praėjus 2 dienoms po operacijos

2 atvejis: kūdikio stemplės rekonstrukcija

Sistema: „Medrobotics Flex“

Inovacija: 3 mm robotinė ranka užbaigia 0,8 mm kraujagyslių anastomozę

Rezultatas: pooperacinių stenozės komplikacijų nebuvo

Santrauka ir perspektyvos

Lankstus chirurginis robotinis endoskopijos metodas keičia chirurgijos paradigmą:

Trumpalaikė perspektyva (1–3 metai): Pakeisti 50 % tradicinių chirurginių procedūrų NOTES srityje.

Vidutinės trukmės laikotarpis (3–5 metai): pasiekti autonominę paprastą operaciją (pvz., polipektomiją)

Ilgalaikė perspektyva (5–10 metų): sukurti implantuojamą „in vivo chirurgijos fabriką“

Ši technologija galiausiai pasieks „tikslią chirurgiją be matomos traumos“ ir perkels medicininę priežiūrą į tikrai išmanią minimaliai invazinę erą.