Roboty i medycyna, czyli leczenie przyszłości

Lekarze mają do dyspozycji coraz nowsze technologie, dzięki którym ich codzienna praca będzie łatwiejsza, a leczenie bardziej skuteczne. Coraz mocniejszą pozycję zdobywa robotyka medyczna, która fascynuje także polski świat medyczny.

Foto: Mariusz Jakubowski – archiwum FRK

Współczesna ochrona zdrowia naszpikowana jest techniką – zarówno w profilaktyce, diagnostyce, jak i w leczeniu. Naukowcy na całym świecie prześcigają się w opracowywaniu lepszych metod obrazowania czy nowych opcji terapeutycznych.

Konsola zamiast skalpela

O swoje miejsce walczą także roboty medyczne, które wykorzystuje się m.in. w medycynie zabiegowej. – Pierwsze tego typu maszyny wykorzystywano w ortopedii i neurochirurgii. Tej technologii zaczęto też używać w onkologii, choćby w zakresie precyzyjnej radioterapii. Prawdziwą rewolucją okazały się konstrukcje amerykańskie, powstałe pod koniec XX w. przy użyciu technologii NASA i Pentagonu, czyli Zeus, a niedługo potem robot da Vinci, który miał służyć operacjom na sercu, ale z czasem zyskał dużo większą popularność w urologii i ginekologii – mówił dr hab. Zbigniew Nawrat, prezydent Międzynarodowego Stowarzyszenia na Rzecz Robotyki Medycznej podczas konferencji na temat robotyki medycznej i technik 3D zorganizowanej pod koniec lutego na Warszawskim Uniwersytecie Medycznym.

Urządzenia te odsuwają chirurga bezpośrednio od stołu operacyjnego.   Co dają w zamian? – Dzięki nim mamy możliwość operowania z dużo większą precyzją, przy mniej licznym zespole. Pozwalają na zastosowanie techniki małoinwazyjnej przy znakomitej widoczności i komforcie pracy, pozwalają na usunięcie drżenia dłoni i przeskalowanie ruchu, szczególnie w trudnodostępnych miejscach, minimalizują utratę krwi i uraz pooperacyjny, dzięki czemu pacjent szybciej dochodzi do zdrowia. Można za ich pomocą wykonywać operacje na odległość – informuje Zbigniew Nawrat.

Niestety, to drogie sprzęty – cena robota da Vinci to 1,5-2 mln euro, do tego dochodzą koszty zużywanych narzędzi i serwisu, przez co nie brakuje głosów krytycznych, mówiących, że taki wydatek nie jest uzasadniony w stosunku do potencjalnych korzyści medycznych, jakie można osiągnąć. Bogatsze kraje przekonują się jednak coraz bardziej do tej technologii.

Według wyliczeń „The Economist”, w 2016 r. w roboty chirurgiczne wyposażonych było 4 tys. szpitali (w 64 krajach), gdzie przeprowadzono w sumie ponad 750 tys. zabiegów (z czego zdecydowana większość za pomocą da Vinci). W USA jest ponad 1000 tego typu urządzeń, w Niemczech czy Francji – po kilkadziesiąt. U nas to ciągle rzadkość – robotem da Vinci może pochwalić się raptem kilka ośrodków, choć np. w Rumunii czy Czechach jest ich dwa razy więcej niż w naszym kraju.

Robot chirurgiem?

Robotyzacja operacji chirurgicznych nie zatrzymuje się jednak w tym miejscu. Brytyjczycy w połowie ubiegłego roku informowali, że opracowali prototyp najmniejszego robota chirurgicznego na świecie (Versius), który jest bardziej poręczny i na dodatek ma być sporo tańszy. Z kolei w 2016 r. naukowcy z Children’s National Medical Center w Waszyngtonie i Johns Hopkins University (Baltimore) poszli o krok dalej. Skonstruowali robota do wykonywania samodzielnych zabiegów w obrębie chirurgii tkanek miękkich – STAR zespolił, jak na razie, jelito świni.

Potencjał robotyki medycznej dostrzega też Google i Johnson & Johnson. Firmy te już dwa lata temu informowały, że zamierzają stworzyć innowacyjną, robotyczną platformę chirurgiczną, wyposażoną w sztuczną inteligencję. Z kolei naukowcy z Tokyo Institute of Technology obiecują, że ich robot przebije możliwości da Vinci i do tego będzie nawet 90 proc. tańszy. Co wyjdzie z tych zapowiedzi i czy rzeczywiście pojawi się na rynku realna konkurencja, czas pokaże. Nad swoim robotem chirurgicznym od lat pracuje też Polska.

Zbigniew Nawrat, który jest pomysłodawcą i konstruktorem pierwszego polskiego i europejskiego robota (Robin Heart), powstającego w Pracowni Biocybernetyki Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii, informuje, że prawdopodobnie za kilka miesięcy będzie pierwsze wdrożenie kliniczne naszej rodzimej maszyny.  Będzie to robot toru wizyjnego Robin Heart PortVisionAble – Problemem pozostają pieniądze, które dają możliwość utrzymania i powiększenia zespołu konstruktorów oraz budowę i testy prototypów, a następnie ich wdrażanie – martwi się jednak Zbigniew Nawrat.

Dotychczas stworzono kilkanaście oryginalnych prototypów Robin Heart, od robota najlżejszego (Pelikan) po największy – pracujący za 3 osoby przy stole operacyjnym (Robin Heart mc2). Prowadzone są prace nad ergonomiczną konsolą, wprowadzeniem narzędzi o zmiennej sztywności i geometrii (inspirowanych ośmiornicą), a ostatnio wspólnie z zespołem fizyków i inżynierów z Węgierskiej Akademii Nauk opracowywano system sterowania z zastosowaniem specjalnych mikroczujników 3D do sprzężenia siłowego robota, dzięki którym operator będzie miał subiektywne odczucie kontaktu instrumentu chirurgicznego z operowanymi tkankami.

Rehabilitacja i robopielęgniarka

Wyścig trwa i chyba nie ma co łudzić się, że roboty wyjdą z sali operacyjnej, co więcej, ich koledzy chcą zadomowić się także w innych częściach szpitala. Robotyka medyczna nie kończy się na chirurgii. Inżynierowie z całego świata opracowują systemy zrobotyzowane do celów rehabilitacyjnych, stosowane jako terapia uzupełniająca w zaburzeniach funkcji chodu, usprawniające kończyny górne i dolne, czy neurorehabilitacji, z egzoszkieletami i lokomatami na czele. Urządzenia wspierające mobilność powstają też w polskich ośrodkach badawczych, m.in. Przemysłowym Instytucie Automatyki i Pomiarów w Warszawie, Politechnice Warszawskiej, Wrocławskiej i Śląskiej czy Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Firma EgzoTech z Gliwic stworzyła Lunę, robota prowadzącego automatyczną rehabilitację ruchową pacjenta przy wykorzystaniu elektromiografii, a Grzegorz Piątek skonstruował Prodrobota, zautomatyzowanego trenażera chodu służącego do rehabilitacji kończyn dolnych dzieci m.in. z porażeniem mózgowym, rozszczepem kręgosłupa czy uszkodzeniami mózgu. Roboty rehabilitacyjne to urządzenia, które już są wykorzystywane w codziennej praktyce, coraz częściej także w Polsce, choć ze względu na cenę na zakup najlepszych z nich rzadko mogą sobie pozwolić placówki finansowane ze środków publicznych.

Na tym oczywiście nie koniec. Naukowcy z University of Southern Kalifornia proponują Bandita – robota wielkości dziecka do terapii osób chorych na autyzm, Japończycy – zrobotyzowanego pacjenta potrafiącego symulować wiele chorób, a także robota dla studentów stomatologii, umiejącego naśladować ruchy i mimikę pacjentów, który na koniec wystawi ocenę zadowolenia z wizyty. Chińczycy poszli jeszcze dalej – stworzyli robota, który w ramach testów wykonał już zabieg wszczepienia dwóch implantów prawdziwej pacjentce.

Co jakiś czas pojawiają się informacje o nowych zrobotyzowanych urządzeniach potrafiących rozwozić leki czy transportować próbki biologiczne w całym szpitalu, a nawet robo-pielęgniarkach, które pokierują pacjenta do właściwej sali, wykonają pomiary ciśnienia i spirometrię czy proste prace pielęgnacyjne. Jak nietrudno się domyślić, w zdecydowanej większości to prototypy lub dopiero testowane maszyny, pozostające jak na razie nowinką, a nie standardowym wyposażeniem palcówek medycznych.

To się może w przyszłości zmienić, bo – jak to z nowymi technologiami bywa, czas zweryfikuje ich rzeczywistą przydatność i skuteczność, a coraz większa powszechność udanych konstrukcji wpłynie na znaczące obniżenie kosztów produkcji. Kto wie, może kiedyś polskiemu pacjentowi zmierzy ciśnienie sympatyczna robo-pielęgniarka?

Lidia Sulikowska