Новая эра минимальной инвазивной хирургии

Минимально инвазивная хирургия (MIS) продолжает играть важную роль в общей хирургии в качестве альтернативы традиционной открытой хирургии, а также традиционным лапароскопическим методам. С 1980-х годов технологический прогресс и инновации привели к быстрому росту хирургических методов в МИС, поскольку они считаются более желательными. MIS, которая включает в себя транслюминальную эндоскопическую хирургию с естественным отверстием (NOTES) и лапароскопическую хирургию с одним разрезом (SILS), является менее инвазивной и дает лучшие косметические результаты. Технологический рост и внедрение NOTES и SILS врачами за последнее десятилетие, однако, не были равномерными. Мы рассматриваем различия в новых разработках и продвижении различных методик за последние 10 лет. Мы также стремимся объяснить эти различия, а также последствия для общей хирургии в будущем.

Инновации в здравоохранении, в том числе в области минимально инвазивной хирургии (MIS), можно определить как динамичный и непрерывный процесс, включающий внедрение новой технологии или метода, который инициирует изменения в практике. 1 С момента ее появления в начале 1980-х годов постоянно внедрялись инновации для улучшения MIS, хотя основные концепции мало изменились. Они включают технологические инновации в используемых инструментах, таких как лапароскопические инструменты и шовные материалы, или связанные с ними технологии, такие как хирургическая робототехника, системы наведения изображения, транслюминальная эндоскопическая хирургия с естественным отверстием (NOTES) и лапароскопическая хирургия с одним разрезом (SILS).

С начала 1980-х годов в MIS наблюдаются различные тенденции роста, развития и инноваций, представленные количеством патентных заявок и публикаций в литературе, причем каждая из этих тенденций содержит технологии с уникальными характеристиками. 2 Первая тенденция роста была связана с новыми хирургическими инструментами и швами в дополнение к MIS. Пик этого роста пришелся на середину 1990-х, а затем снова на середину 2000-х годов. Пик в 1990-х годах пришелся в основном на базовые лапароскопические инструменты, когда была представлена концепция и предприняты шаги по популяризации. 1 Новый всплеск роста в области инструментов вновь наблюдался в середине 2000-х годов, когда лапароскопические процедуры стали хорошо зарекомендовавшими себя и широко используемыми, что потребовало более эргономичных инструментов.

Вторая отмеченная фаза роста касается хирургической робототехники и визуализации. Их рост демонстрирует постепенные и экспоненциальные закономерности, начиная с середины 1990-х годов, на протяжении 2000 года и далее. 2 Причина такого роста, вероятно, многофакторна. Эти технологии, несмотря на многочисленные сложные инженерные задачи, демонстрируют постоянное развитие, чтобы соответствовать клиническим требованиям. Продолжающееся развитие роботизированных технологий привело к появлению хирургических роботов третьего поколения. Эти технологии также служат расширению практики MIS, а не просто предоставляют необходимые инструменты для MIS. Это проявляется в более широком использовании робототехники при различных операциях, иногда даже выступающей в качестве дополнительной технологии для существующего метода, такого как SILS.

Последняя и третья фаза роста была отмечена в конце 2000-х годов в отношении NOTES и SILS с момента их создания в середине 2000-х годов, вскоре после этого достигнув пика. Хотя популярность NOTES достигла пика в конце 2000-х годов, SILS продолжает вызывать интерес. Причина этого плато с ПРИМЕЧАНИЯМИ частично связана с уменьшением инноваций и интереса к технике, а частично с глубокими различиями между новаторами и теми, кто применяет. И наоборот, у SILS, вероятно, может быть более светлое будущее благодаря более легкому доступу к технологиям и инструментам, доступу специалистов к основной практике и, возможно, с ростом популярности робототехники, которая может дополнить SILS. 2

Одно из крупнейших достижений в области MIS за последнее десятилетие произошло в области роботизированной хирургии. Робототехника была внедрена для хирургии в гражданских больницах в начале 1990-х годов, хотя первоначально она использовалась в военной среде при проведении операций в 1970-х годах. 3 Робототехника в сочетании с информатикой смогла улучшить навыки хирургов для достижения значительно большей точности в сложных операциях. Постоянно совершенствующиеся технологии в оптике и информатике внедрили виртуальную реальность (VR) и трехмерность (3D) в операционных. 4 5 Это позволяет разрабатывать модели для конкретного пациента, позволяющие планировать и практиковать сложные операции на платформе виртуальной реальности перед выполнением самой операции. Виртуальная 3D-модель улучшает мысленное представление анатомических деталей, которое могло быть недооценено с помощью платформы двумерной визуализации, которая в настоящее время чаще используется в операционных.

Роботизированная хирургия значительно эволюционировала со времен первоначальной операционной версии Zeus (Computer Motion). Новые модели хирургических роботов Da Vinci (Intuitive Surgical) оснащены компактными мобильными платформами, несколькими операционными рычагами и превосходной хирургической консолью, оснащенной стереотаксическим 3D-эффектом погружения под управлением хирурга и эргономичными ручками, интуитивно понятными движениям человеческих рук, что обеспечивает повышенную ловкость. Были одобрены другие роботизированные платформы, которые находятся на различных стадиях разработки и внедрения на хирургическом рынке. Они заявили, что создают небольшие роботизированные платформы с лучшей маневренностью, более удобные для пользователя в ограниченном пространстве, обеспечивающие обратную связь по усилию и возможности отслеживания глаз. Технология отслеживания глаз работает с помощью камеры, установленной на очках, которая может отслеживать движения глаз хирурга и соответствующим образом перемещать прицел внутри пациента. В качестве примеров можно привести Amadeus Composer (Titan Medical Inc.) из Канады и TELELAP Alf-X (TransEnterix) из Италии. 3

Применение роботизированной хирургии потенциально гораздо шире, чем просто в операционной, где физически находится робот. Текущая платформа обеспечивает удаленный доступ, позволяющий проводить телехирургию, без необходимости физического присутствия хирурга в операционной. Одним из таких событий стала хирургическая операция, проведенная в Страсбурге (Франция) хирургами из Нью-Йорка (США), которая стала важной вехой в мировой телехирургии. 6 7 Кроме того, эксперименты с роботизированной хирургией проводились в условиях невесомости. 8 9 10 Учитывая текущее качество и скорость передачи сигналов через Интернет, это сделало бы возможным удаленную хирургию на любом объекте, находящемся на орбите Земли, таком как Международная космическая станция. В настоящее время для проведения операций на большем расстоянии от Луны потребовались бы более совершенные телекоммуникации. 11

Роль роботизированной хирургии по сравнению с лапароскопической хирургией является дискуссионной, в основном из-за высокой стоимости и неоднозначного хирургического результата. Несмотря на это, роботизированная хирургия остается привлекательной для организаций здравоохранения и хирургов, увлеченных передовыми технологиями. Астрономическая стоимость, хотя недостаток может измениться с улучшением платформ, которые проще и быстрее настраиваются, что улучшается с опытом, и снижением затрат с исчезновением монополии в производстве хирургических роботов.

Роботизированная хирургия в брюшной полости была исследована довольно широко, и технология доказала свою эффективность при проведении отдельных операций. Роботы используются в колоректальной хирургии более 10 лет. 12 Систематический обзор показал, что у роботизированной хирургии был снижен коэффициент конверсии по сравнению с открытой в ректальной хирургии. Однако не было обнаружено различий в продолжительности операции, заболеваемости и онкологических исходах ни при операциях на прямой кишке, ни при операциях на толстой кишке. 13 Когда дело доходит до хирургии верхних отделов желудочно-кишечного тракта, особенно онкологических операций, таких как резекция желудка и эзофагэктомия, использование роботов дает очень мало преимуществ по сравнению с лапароскопической хирургией. 14 15 16 С другой стороны, некоторые определенные преимущества были продемонстрированы при операциях на верхних отделах желудочно-кишечного тракта, где точность имеет первостепенное значение, таких как миотомия Хеллера, где она снижает частоту перфораций. 17 В области бариатрической хирургии роботы помогают сократить время обучения при желудочном шунтировании по методу Ру-ани (RYGBP), упрощая наложение интракорпоральных швов и исключая использование степлеров, что потенциально оказывается экономически эффективным по сравнению с лапароскопическим RYGBP. 18 19

В гепатобилиарной хирургии роботизированные операции не продемонстрировали явного превосходства по сравнению с лапароскопической хирургией. 20 Однако есть некоторые доказательства того, что это может быть полезно для достижения более высоких показателей радикальной резекции R0 при раке поджелудочной железы. 21 В настоящее время опыта в области резекции печени недостаточно, чтобы делать какие-либо важные выводы. 22

Еще одним значительным нововведением за последнее десятилетие являются NOTES, которые некоторые называют, возможно, самой значительной инновацией в хирургии с тех пор, как Филипп Муре из Франции выполнил первую лапароскопическую холецистэктомию в 1987 году. 23 Хотя именно Kalloo и соавт. В 2004 году привлекли внимание к этой технике. 24 Похоже, что это постепенное продвижение от эндоскопической резекции слизистой оболочки до того, как кто-либо осмелился намеренно нарушить мышечный слой. Эта новая методика стала результатом гармоничного союза гастроэнтерологов и хирургов в Америке в начале 2000 года. С тех пор было выполнено несколько процедур NOTES, в основном с использованием желудка, прямой кишки и влагалища в качестве входных ворот в брюшную полость. NOTES также была первой хирургической техникой “без шрамов”, представленной широкой публике, и ее восприятие, по крайней мере, первоначально, было в пользу этой техники. 25

Существует несколько препятствий для ЗАМЕТОК. Некоторые из них включают трудности с закрытием энтеротомии, техники наложения анастомозов, пространственной ориентации, длительного обучения, отсутствия триангуляции инструментов, контроля кровотечения и предотвращения транслюминального распространения инфекции. В то же время, есть преимущества, связанные с NOTES. Они включают отсутствие шрамов, меньшую внешнюю боль, меньшую стоимость, альтернативу лапароскопической процедуре у пациента, не подходящего для лапароскопии, и даже могут выступать в качестве дополнительной технологии к лапароскопической хирургии и позволяют избежать серьезных резекций.

К сожалению, за последнее десятилетие NOTES столкнулась с большим количеством проблем, чем решений, которые отрасли все еще пытаются исправить. Таким образом, его популярность и использование достигли плато. 2 Сопоставимые результаты были получены в первом опубликованном нерандомизированном исследовании, сравнивающем диагностическую лапароскопию и трансжелудочковую перитонеоскопию после тщательного отбора пациентов. 26 Это исследование продемонстрировало полезность NOTES при тестировании его конкретных аспектов, но не улучшило безопасность NOTES в целом.

В то время как закрытие энтеротомии остается огромной проблемой, доступ и триангуляция имеют основополагающее значение для успеха MIS. Некоторые хирурги пытались решить эти проблемы. Для улучшения инсуффляции, ориентации, ретракции, навигации по инструменту и манипуляций с твердыми органами было предложено и опробовано сочетание лапароскопии с ЗАПИСЯМИ. 27 Была предложена и протестирована еще одна новая методика: двойной доступ NOTES для улучшения управляемости, ориентации и маневренности (например, для прямой кишки и желудка). 28 29 Однако двойной доступ удваивает риск контаминации, инфекции и трудностей с закрытием просвета. Различные компании разработали различные устройства для решения проблем, связанных с закрытием энтеротомии. Они варьируются от простых эндоскопических дексеклипсов, используемых для закрытия энтеротомий размером до 4 см, до кисетных аппликаторов, используемых для закрытия разрезов желудка, и тканевых захватов g-prox (USGI Medical). 30 31 32 Некоторые из них использовались только на животных моделях.

Развитие виртуальной реальности, стереоскопических 3D-камер и камер дополненной реальности (AR) - вот некоторые из областей, которым стоит следовать в ближайшие годы. Обычные камеры являются двумерными и не обеспечивают восприятия глубины. В настоящее время роботизированная камера da Vinci обладает возможностью 3D-визуализации, но распространение этой технологии на лапароскопическую камеру столкнулось со своими проблемами. Хотя Olympus представила видеокамеру с поддержкой 3D-визуализации, ей не хватает разрешения, которое обеспечивает роботизированная 3D-камера. Некоторые исследовательские группы сообщили о разработке AR-визуализации для лапароскопических камер. 33 34 Здесь предоперационные изображения регистрируются в стационарном формате, который затем накладывается на доступные интраоперационные изображения с лапароскопической камеры. Однако хирург обычно постоянно манипулирует тканями и органами, что на самом деле делает вышеупомянутую модель менее полезной. Новые технологии утверждают, что они могут реконструировать предоперационные изображения в режиме реального времени в соответствии с формой тела пациента. 35

Еще одной технологией, заслуживающей упоминания, является лапароскопическое ультразвуковое исследование (LUS), которое является двумерным с отображением изображений на отдельном мониторе, что, к сожалению, вынуждает хирургов отводить глаза от органа или экрана лапароскопа. Благодаря сочетанию технологии LUS и AR в стереоскопической 3D-камере теперь можно в режиме реального времени просматривать орган, подвергнутый ультразвуковому исследованию, и его аномалии непосредственно на самом органе и принимать хирургические решения для точного вскрытия точными движениями, так что границы резекции сведены к минимуму, но достаточны и защищают окружающие структуры, которые могут быть не видны в 2D-режиме. 36