berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Teks |. Pengamatan Amino

Siapakah Leonardo da Vinci selanjutnya? Ini mungkin merupakan isu yang paling diperhatikan oleh industri medis.

Robot bedah da Vinci memiliki keunikan karena teknologi revolusionernya dan hampir identik dengan robot bedah. Namun, mengingat beragamnya skenario aplikasi bedah dan banyaknya permasalahan yang ada, pasar mempunyai harapan yang tinggi terhadap robot bedah dalam berbagai skenario.

Saat ini, robot bedah mikro tidak hanya menjadi teknologi terdepan, tetapi juga bidang ledakan berikutnya. Setelah puluhan tahun melakukan eksplorasi, bidang ini semakin mendekati momen "singularitas".

Pada bulan Februari tahun ini, Medical Microinstruments, sebuah perusahaan terkemuka di bidang robot bedah mikro di luar negeri, menerima pembiayaan besar sebesar US$110 juta.

Di dalam negeri, perusahaan-perusahaan termasuk Angtech Microelectronics dan Dishi Medical telah menyusun rencana mereka dan terus menerima dukungan pembiayaan untuk mempercepat kemajuan mereka. Misalnya, Dishi Medical menggunakan operasi mata sebagai titik masuknya dan saat ini telah melakukan uji klinis konfirmasi di Tiongkok.

Lantas, di bidang robot bedah mikro, akankah lahir Leonardo da Vinci berikutnya?

/ 01/ Tantangan yang tidak dapat diselesaikan oleh "manusia".

Di bidang bedah, bedah mikro tidak diragukan lagi merupakan keunggulan teknis. Yang disebut bedah mikro mengacu pada penggunaan peralatan pembesaran optik dan peralatan bedah mikro untuk melakukan operasi yang kompleks dan presisi dalam rentang yang sangat kecil.

Dalam bedah mikro klasik, dokter perlu menggunakan mikroskop untuk mengeksplorasi dan menemukan pembuluh darah dan saraf yang hanya berukuran satu milimeter atau bahkan sepersepuluh milimeter, kemudian menggunakan jahitan yang diukur dalam mikron dan setipis sutra laba-laba untuk memperbaikinya secara akurat. dan menjahitnya. Setiap pembuluh darah dan saraf penting.

Karena bidang pandang bedah mikro biasanya hanya 2-3 cm, sedikit goyangan tangan dokter dapat langsung mempengaruhi berhasil tidaknya operasi. Oleh karena itu, hal ini memerlukan teknik ahli bedah mikro yang mantap, akurat, tepat dan terampil.

Saat ini, berkat kemajuan mikroskop dan instrumentasi, ahli bedah mikro kini mampu melakukan bedah supermikro dengan menyambungkan pembuluh darah yang berdiameter antara 0,3 hingga 0,8 milimeter.

Berdasarkan keunggulan unik bedah mikro, bedah mikro telah banyak digunakan dalam berbagai spesialisasi bedah, termasuk oftalmologi, THT, bedah saraf, bedah plastik, dan urologi.

Meskipun terdapat kemajuan pesat, bedah mikro mempunyai keterbatasan.

Pertama, kemungkinan terjadinya kesalahan masih tinggi. Bedah mikro membutuhkan ketelitian yang ekstrim, dengan sedikit ruang untuk kesalahan, dan guncangan sekecil apa pun dapat menyebabkan kerusakan yang tidak perlu. Secara teori, kita perlu menghindari cedera ini, namun karena rumitnya operasi, masih banyak tantangan. Secara klinis akan terjadi berbagai komplikasi, dan proporsinya tidak sedikit. Data menunjukkan bahwa pada operasi pengelupasan membran epiretinal, kejadian komplikasi berkisar antara 2% hingga 30%.

Kedua, pembedahan jangka panjang dapat menimbulkan lebih banyak ketidakpastian. Tergantung pada kondisi pasien, operasi bedah mikro dapat berlangsung dari beberapa jam hingga lebih dari sepuluh jam, atau bahkan lebih dari tiga puluh jam. Oleh karena itu, setiap operasi merupakan tantangan utama bagi keterampilan dan daya tahan dokter. Terlebih lagi, hal ini dapat menyebabkan kelelahan dan meningkatkan risiko kesalahan yang tidak disengaja.

Ketiga, hal ini juga merupakan hal yang paling membatasi praktik klinis. Pelatihan ahli bedah sulit dan memerlukan waktu yang sangat lama. Karena bedah mikro memerlukan keterampilan bedah yang tinggi dari ahli bedah dan memerlukan pelatihan ekstensif sebelum ahli bedah dapat melakukan operasi tersebut secara klinis. Di satu sisi membutuhkan bakat dan kesabaran dokter, dan di sisi lain juga membutuhkan pelatihan jangka panjang. Seorang ahli bedah mikro yang dapat menyelesaikan operasi replantasi jari yang terputus (teknik khas bedah mikro) umumnya memerlukan pelatihan selama 3 tahun, dan seluruh siklus pelatihan mungkin memerlukan waktu lebih dari 10 tahun.

Oleh karena itu, di bawah berbagai keterbatasan, komunitas medis global telah menjajaki penerapan teknologi robotik dalam bedah mikro dan mengembangkan berbagai sistem robot bedah mikro (MSR).

Panasnya semakin tinggi. Jumlah artikel terkait MSR yang diterbitkan setiap tahun dari tahun 2000 hingga 2022 diperoleh dengan mencari kata kunci yang berbeda di Google Cendekia. Terlihat dari gambar tersebut, jumlah penelitian terkait MSR secara umum berada dalam tren yang meningkat.

Terdapat berbagai indikasi bahwa sistem MSR mungkin mempunyai dampak besar dalam bidang bedah mikro.

/ 02/ Munculnya pembuat perubahan secara terus-menerus

Berdasarkan permasalahan yang ada, banyak perusahaan di seluruh dunia berfokus pada bidang ini, dan banyak ide teknis berbeda yang muncul selama proses eksplorasi.

Salah satunya adalah sistem robot genggam.

Dalam sistem robotik genggam, alat bedah itu sendiri dimodifikasi menjadi sistem robotik kecil yang disebut "alat robotik". Ahli bedah memanipulasinya untuk melakukan prosedur pembedahan. Alat robotik menyediakan fungsi seperti peredam getaran, penguncian kedalaman, dll., sehingga disebut juga "tangan stabil".

"Micron" adalah contoh tipikal. Intinya adalah merasakan gerakannya sendiri melalui manipulator genggam dan secara selektif menyaring gerakan yang salah, seperti getaran tangan. Robot kemudian menghasilkan gerakan stabil pada ujung pahat melalui kompensasi kesalahan aktif. Robot Micron mudah dioperasikan, dilengkapi dengan lengan yang menampung instrumen bedah mikro asli yang mudah dimasukkan ke dalam dudukannya dan kompatibel dengan mikroskop bedah tradisional.

Kedua, sistem robot kendali jarak jauh.

Dalam sistem robotik yang dioperasikan dengan tele, ahli bedah memanipulasi modul master untuk mengontrol modul budak, yang menggantikan tangan ahli bedah untuk memanipulasi peralatan bedah. Sistem ini mengintegrasikan penskalaan gerakan dan penyaringan getaran melalui algoritma servo. Selain itu, ini memungkinkan persepsi tiga dimensi dengan mengintegrasikan umpan balik taktil atau algoritma penginderaan mendalam pada akhir alat bedah.

Contoh tipikalnya adalah "Sistem Bedah Preceyes", yang terdiri dari komputer, pengontrol gerak input, manipulator instrumen, dan sandaran kepala yang dipasang di meja operasi. Dirancang untuk kinerja optimal, sistem ini dilengkapi hubungan jajaran genjang dan beban penyeimbang yang dapat disesuaikan yang memberikan RCM mekanis, perlindungan pemadaman listrik, dan torsi sambungan yang diminimalkan. PSS menggunakan penskalaan dinamis untuk mengubah gerakan kasar menjadi gerakan empat sumbu yang tepat pada ujung instrumen. Selain itu, ia menggunakan batasan jarak berbasis OCT untuk mencegah gerakan yang tidak disengaja dan menggabungkan penyaringan getaran untuk mengurangi trauma retina iatrogenik. Fitur lainnya termasuk umpan balik taktil, penggantian instrumen otomatis, umpan balik pendengaran dekat dengan retina, dan mekanisme retraksi yang ditingkatkan untuk pelepasan probe segera jika terjadi kecelakaan. Fitur-fitur ini meningkatkan presisi dan keamanan serta mengurangi risiko kerusakan jaringan yang tidak disengaja.

Ketiga, sistem robot yang dioperasikan bersama.

Dalam sistem robot yang dimanipulasi bersama, ahli bedah dan robot secara bersamaan memanipulasi peralatan bedah. Dokter bedah secara langsung memanipulasi alat bedah secara manual untuk mengontrol pergerakan, dan robot memainkan peran pendukung, memberikan kompensasi tambahan untuk getaran tangan dan memungkinkan alat bedah tidak bergerak dalam jangka waktu yang lama.

Robot bedah mata DiShi Weifeng dari DiShi Medical adalah contohnya. Dalam sistem pembedahan ini, tangan master adalah dokter dan tangan budak adalah robot, yang bergerak sesuai dengan niat dokter. Keseluruhan proses injeksi dibagi menjadi beberapa langkah: Pertama, dokter mengontrol gimbal robot untuk penentuan posisi ekstraokular, kemudian penentuan posisi intraokular, dan kemudian mengontrol pegangan untuk secara bertahap mendekatkan ujungnya ke area lesi retina. Jika perlu menyuntikkan obat ke posisi subretinal, robot tetap tidak bergerak dan tangan manusia tidak lagi melakukan intervensi, yang memakan waktu sekitar 3 menit. Ambil contoh penyuntikan 200 mikroliter larutan obat, Robot menyuntik secara perlahan, selama proses berlangsung, dokter hanya perlu memantau waktu, kecepatan, dan laju aliran, lalu mengevakuasi mata setelah penyuntikan selalu di bawah pengawasan dokter, dan pengambilan keputusan juga dilakukan oleh dokter.

Keempat, sistem robotik sebagian otomatis.

Dalam sistem robotik sebagian otomatis, prosedur atau langkah prosedur tertentu dilakukan secara otomatis oleh robot. Robot tersebut secara langsung memanipulasi dan mengontrol pergerakan alat bedah. Informasi gambar yang diproses diberikan kepada robot sebagai umpan balik dan panduan. Informasi visual secara bersamaan dikirimkan ke ahli bedah, yang dapat memberikan perintah override kapan saja untuk mengawasi operasi yang sebagian terotomatisasi.

Dalam bidang ini, sistem "IRIS" adalah contoh tipikal. Berdasarkan sistem "IRIS", dokter bedah mengoperasikan manipulator budak dari jarak jauh melalui sepasang pengontrol utama yang disesuaikan, dan memperoleh informasi visual dengan mengamati umpan balik visual 3D intraoperatif melalui monitor head-up. Selain itu, sistem ini menyediakan kemampuan penyaringan getaran dan penskalaan gerakan untuk meningkatkan kinerja kontrol dan keselamatan dalam bedah robotik. Kinerja IRISS telah diverifikasi pada mata babi yang terisolasi, dan ahli bedah telah berhasil melakukan serangkaian operasi vitreoretinal menggunakan IRISS, termasuk kapsulektomi lensa anterior, vitrektomi, kanulasi vena retina, dan operasi kompleks lainnya.

Namun meski sudah banyak pemain yang melakukan eksplorasi, secara obyektif sebagian besar perusahaan masih dalam tahap awal eksplorasi. Oleh karena itu, ledakan di medan tersebut masih perlu menunggu datangnya momen singularitas.

/ 03/ Menunggu momen singularitas

Sebelum inovasi teknologi ini berhasil, serangkaian masalah kompleks harus diselesaikan.

Pertama, kita memerlukan pendekatan interdisipliner untuk memecahkan masalah di bidang klinis dan teknik secara efektif. Meskipun pemosisian logis dari fungsinya sangat jelas-pemosisian yang tepat dan pencegahan jitter-perangkat keras yang sesuai perlu dikembangkan terlebih dahulu. Ini bukanlah tugas yang mudah. ​​Misalnya, beberapa robot mungkin memerlukan fungsi yang tidak dapat dipenuhi oleh lengan robotik yang ada. Oleh karena itu, kita perlu memulai dari dasar dan mendesain sepenuhnya secara mandiri, termasuk konstruksi sistem kendali dan desain seluruh struktur mekanis.

Pada saat yang sama, proses perakitan komponen berpresisi tinggi ini untuk memenuhi persyaratan penggunaan klinis juga cukup rumit. Misalnya, DiShi Medical menyebutkan bahwa jika mata kiri memerlukan pembedahan, mesin ditempatkan di sebelah kiri; jika mata kanan memerlukan pembedahan, prototipe ditempatkan di sebelah kanan. Dalam penggunaan sebenarnya, robot bergerak memperumit situasi. Tantangannya adalah langkah gerak robot bertambah satu jarak antar pupil. Meski hanya beberapa sentimeter, perubahan struktur mekanik menyebabkan perubahan bobot dan beban yang sesuai pada motor juga berubah... Banyak komponen kunci dan mekanis. struktur perlu didesain ulang.

Kedua, desain robot harus memenuhi kondisi pengoperasian dokter. Robot tidak berdiri sendiri. Pemahaman mendalam tentang kebutuhan dan permasalahan dokter merupakan isu utama dalam bidang teknologi. Oleh karena itu, perusahaan memerlukan sumber daya dokter yang melimpah. Selama seluruh proses pengembangan, insinyur profesional harus bekerja sama dengan ahli bedah untuk menyelesaikan interaksi yang efektif standar yang relevan untuk perangkat medis, dan Memiliki kemampuan untuk terus melakukan iterasi.

Sekalipun pengembangan produk berhasil, komersialisasi selanjutnya akan melibatkan banyak masalah, seperti pendidikan dokter. Pada dasarnya robot dapat mempersingkat proses pendidikan dokter, misalnya dari 10 tahun menjadi 5 tahun. Namun masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mendapatkan kepercayaan dari dokter dan pasien.

Secara keseluruhan, kinerja produk bernilai “1”, sedangkan masalah seperti pendidikan dokter bernilai “0”. Saat ini, tugas inti robot bedah mikro adalah memecahkan masalah "1", dan baru setelah itu mereka dapat memenuhi syarat untuk berbicara tentang akumulasi beberapa "0".