Η Ρομποτική στην Ιατρική

Transcript

1 Η Ρομποτική στην Ιατρική 1) Στον τομέα της διάγνωσης Βιο-αισθητήρες Μικρο-ρομπότ 2) Στον τομέα της χειρουργικής Λαπαροσκοπική χειρουργική Γενική χειρουργική 3) Στον τομέα της θεραπείας Ρομποτική βοήθεια από εγκεφαλικό επεισόδιο Τεχνητά μέλη Τεχνητό δέρμα Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να ασχοληθούμε με την συμβολή της ρομποτικής τεχνολογίας στον ιατρικό τομέα. Πιο κάτω θα δούμε αναλυτικότερα την χρήση ρομπότ της τάξης των μερικών δεκάδων νανομέτρων για την διάγνωση ασθενειών, την αναφορά στα μέρη στα οποία αποτελείται ένας ρομποτικός βραχίονας και πώς αυτός μπορεί να χρησιμεύσει σε μια λεπτή χειρουργική επέμβαση, την θεραπεία του ασθενή από εγκεφαλικό επεισόδιο και την αντικατάσταση άκρων του με τεχνητά μέλη. Παρακάτω μπορούμε να δούμε μια εκτενέστερη ανάλυση των θεμάτων που αναφέρθηκαν παραπάνω.

2 Α) Στον τομέα της διάγνωσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφοροι βιοαισθητήρες και μικρο-ρομπότ τα οποία στέλνουν πληροφορίες στον γιατρό με σκοπό την διάγνωση ενός προβλήματος υγείας του ασθενή. Δίαφοροι βιο-αισθητήρες μεγέθους μερικών δεκάδων νανομέτρων, θα είναι σε θέση να εντοπίζουν διάφορες παθήσεις. Για παράδειγμα οι νανοκρυσταλλικοί ημιαγωγοί με ενισχυμένες ιδιότητες φθορισμού, μπορούν να εντοπίζουν έγκαιρα τα καρκινικά κύτταρα και κάποια συγκεκριμένα νανοτρανζίστορ μπορούν να ανιχνεύουν ιούς και βακτήρια. Πέρα από αυτά, ένα μοριακό «ρομπότ» που ονομάστηκε «αράχνη», είναι φτιαγμένο από DNA και το προγραμμάτισαν ειδικοί τεχνικοί ώστε να κινείται, να στρίβει και να σταματά σε έναν δρόμο φτιαγμένο από έλικες DΝΑ. Αναμένεται να οδηγήσει στην ανάπτυξη μοριακών συστημάτων τα οποία θα μπορούν μελλοντικά να χρησιμοποιούνται για διάγνωση και θεραπεία ασθενειών, αλλά και στη δημιουργία ρομπότ σε μοριακό επίπεδο, τα οποία θα «αυτοεπαναδομούνται» ώστε να φέρνουν εις πέρας διαφορετικά καθήκοντα. Αυτό θα οδηγήσει τους γιατρούς να παρακολουθούν τον ασθενή με μεγαλύτερη ακρίβεια, να διαγνώσουν την ασθένεια του και να πάρουν σημαντικές αποφάσεις για την θεραπεία του προβλήματος υγείας του. Β) Στον τομέα της χειρουργικής, η χρήση ενός ρομποτικού βραχίονα παίζει σημαντικό ρόλο επειδή ο γιατρός μπορεί να κάνει επεμβάσεις με πολύ μεγάλη ακρίβεια και σε σημεία του ανθρώπινου οργανισμού που δύσκολα φτάνει το ανθρώπινο χέρι. Η λαπαροσκοπική χειρουργική αποτελεί μια νέα μέθοδο της χειρουργικής και είναι ίσως η σημαντικότερη εξέλιξη της γενικής χειρουργικής τον 20 ο αιώνα. Όπως δηλώνει και η ετυμολογία του όρου λαπαροσκόπηση ( από το λαπάρα = κοιλιά και σκοπώ = βλέπω, παρατηρώ), κατά τη λαπαροσκόπηση βλέπουμε μέσα στην κοιλιά. Με λίγα λόγια αυτό σημαίνει ότι ο γιατρός μπορεί να χειρουργήσει κοιτάζοντας μια ή περισσότερες οθόνες σε αντίθεση με παλαιότερα όπου ο χειρουργός έκανε μια σειρά από χειρουργικές τομές στην κοιλιά του ασθενή για να κάνει την επέμβαση, υπό άμεση όραση. Ξεκινώντας την επέμβαση κάνουμε μία τομή 1 εκατοστού στον ομφαλό και μέσω αυτής εισάγουμε το λαπαροσκόπιο στην κοιλιά, υπό άμεση όραση και χωρίς τον κίνδυνο τραυματισμού κάποιου σπλάχνου. Στη συνέχεια γίνονται μερικές ακόμα μικρότερες τομές μήκους 0,5 εκατοστού, μέσω των οποίων εισάγουμε στην κοιλιά ειδικά εργαλεία

3 λαπαροσκοπικής χειρουργικής. Ο χειρουργός και ο βοηθός βλέπουν το χειρουργικό πεδίο σε μεγέθυνση στις οθόνες. Τα πλεονεκτήματα των χειρουργικών επεμβάσεων με λαπαροσκόπηση, σε αντίθεση με τους παλαιότερους τρόπους επεμβάσεων είναι ότι πετυχαίνουμε το ελάχιστο χειρουργικό τραύμα, έχουμε 8-15 φορές μεγέθυνση της εικόνας και καλύτερο φωτισμό, πράγμα που έχει ως αποτέλεσμα να βλέπουμε καλύτερα την ώρα που χειρουργούμε, λιγότερη απώλεια αίματος, μεγάλη ελάττωση του μετεγχειρητικού πόνου, ταχύτερη ανάρρωση, ταχύτερη έξοδο από το νοσοκομείο, μικρότερο κόστος και χρόνου νοσηλείας, ταχύτερη επάνοδο στην εργασία, εξάλειψη μετεγχειρητικών επιπλοκών που έχουν σχέση με το τραύμα, έλλειψη επαφής με το αίμα του ασθενούς, πράγμα που προφυλάσσει την χειρουργική ομάδα από την μετάδοση ιογενών λοιμώξεων όπως ηπατίτιδα & AIDS. Οι σημερινές εφαρμογές της λαπαροσκοπικής χειρουργικής έχουν επεκταθεί σε ένα μεγάλο φάσμα επεμβάσεων άνω και κάτω κοιλίας περιλαμβάνοντας τόσο απλές όσο και εξειδικευμένες επεμβάσεις. Οι χειρουργοί που αποτελούν την ομάδα είναι πραγματικά έμπειροι λαπαροσκόποι. Μερικά παραδείγματα εγχείρησης με λαπαροσκόπηση είναι η λαπαροσκοπική χολοκυστεκτομή, σκωληκοειδεκτομή, αντιμετώπιση κήλης, επεμβάσεις για αντιμετώπιση της νοσογόνου παχυσαρκίας, αντιμετώπιση γυναικολογικών παθήσεων, χειρουργική ήπατος, χειρουργική παγκρέατος, σπληνεκτομή. Οι κυριότερες προϋποθέσεις για να χειρουργηθεί ένας ασθενής λαπαροσκοπικά είναι η εγχείρηση να γίνει σε ένα ειδικευμένο κέντρο όπου παρέχεται ο αντίστοιχος υλικοτεχνικός εξοπλισμός και η κατάλληλη λαπαροσκοπική, χειρουργική και αναισθησιολογική ομάδα για την αποφυγή επιπλοκών. Με την εισαγωγή της ρομποτικής χειρουργικής τα τελευταία χρόνια, η εκτέλεση των λαπαροσκοπικών επεμβάσεων γίνεται πιο εύκολη για τον χειρουργό διότι στην πραγματικότητα το ρομπότ χρησιμεύει σαν τρίτο χέρι το οποίο κρατά το λαπαροσκόπιο και υπακούει στις εντολές του χειρουργού με την μέγιστη ακρίβεια. Τα ρομπότ συμμετέχουν ενεργά στην εκτέλεση των λαπαροσκοπικών επεμβάσεων υπακούοντας στα προστάγματα του χειρουργού, ο οποίος τα καθοδηγεί. Τηρουμένων όλων των χειρουργικών-λαπαροσκοπικών «αρχών» που συνεχώς εμπλουτίζονται και εδραιώνονται η λαπαροσκοπική χειρουργική και η ρομποτική λαπαροσκοπική χειρουργική αποτελεί το παρόν και το μέλλον της χειρουργικής. Είδαμε μια ειδική μέθοδο χειρουργικής επέμβασης με την χρήση ρομπότ στην κοιλιά του ασθενή. Γενικότερα υπάρχει ένα ρομποτικό σύστημα με την ονομασία Da Vinci που χρησιμοποιείται στην γενική χειρουργική. Από την τεχνολογική πλευρά της ιατρικής, η οποία αυτή είναι που μας ενδιαφέρει να ασχοληθούμε, μπορούμε να δούμε ότι αυτό το ρομποτικό χειρουργικό σύστημα που φέρει την εμπορική ονομασία Da Vinci, απαρτίζεται από τρία μέρη. Το χειρουργικό ρομπότ, το οποίο βρίσκεται στο πλευρό του ασθενούς και στο οποίο είναι προσαρμοσμένοι 4 ρομποτικοί βραχίονες. Ο ένας βραχίονας φέρει την ενδοσκοπική κάμερα υψηλής ευκρίνειας και οι άλλοι τρείς φέρουν τα ειδικά πολύ-αρθρωτά ρομποτικά εργαλεία με δυνατότητα μεγαλύτερης ευελιξίας από τον καρπό του ανθρώπινου χεριού περιστροφής έως 360 ο, τα οποία μπορούν και εκτελούν κινήσεις που προσομοιάζουν με αυτές του ανθρώπινου χεριού.

4 Τη χειρουργική κονσόλα, στην οποία κάθεται ο χειρουργός και χειρίζεται το χειρουργικό ρομπότ. Η κονσόλα έχει το σύστημα των προσοφθάλμιων φακών μέσω των οποίων ο χειρουργός λαμβάνει τρισδιάστατη εικόνα από τη ρομποτική κάμερα, και τα χειριστήρια με τα οποία μπορεί και χειρίζεται τους βραχίονες του ρομπότ. Τον ενδοσκοπικό πύργο, στον οποίο βρίσκονται τα συστήματα αναπαραγωγής της εικόνας, καθώς και μία οθόνη από την οποία παρακολουθεί το χειρουργείο η υπόλοιπη χειρουργική ομάδα. Στη Ρομποτική Χειρουργική, σε αντίθεση με ότι πιστεύει το ευρύ κοινό δεν χειρουργεί το ρομπότ. Το ρομποτικό σύστημα Da Vinci αποτελεί ένα χειρουργικό εργαλείο στα χέρια του εξειδικευμένου χειρουργού, το οποίο ποτέ δεν λειτουργεί αυτόνομα. Ο χειρουργός χειρίζεται το ρομπότ, εκμεταλλευόμενος τις πολλές τεχνικές δυνατότητές του. Σημαντικοί παράγοντες που καθιστά το παραπάνω ρομποτικό σύστημα μοναδικό είναι η τρισδιάστατη απεικόνιση της εγχείρησης στον χειρουργό, σταθερός χειρισμός της ρομποτικής κάμερας, και συνεπώς σταθερό οπτικό πεδίο, το οποίο βρίσκεται στον απόλυτο έλεγχο του χειρουργού, πολύ-αρθρωτά εργαλεία που προσομοιάζουν τις κινήσεις του ανθρώπινου χεριού, ακόμα μεγαλύτερη μεγέθυνση και σταθεροποίηση της εικόνας του χειρουργικού πεδίου, απόλυτα εργονομική θέση του χειρουργού, η οποία μειώνει την κόπωση, κυρίως σε μεγάλες επεμβάσεις. Τα παραπάνω πλεονεκτήματα πολλαπλασιάζουν την δεξιοτεχνία, την λεπτότητα και την ακρίβεια των χειρισμών του χειρουργού κάνοντας τις επεμβάσεις πιο ασφαλείς, πιο ακριβείς, πιο αποτελεσματικές και λιγότερο επώδυνες για τον ασθενή. Το τεχνολογικό αυτό επίτευγμα ανοίγει περαιτέρω το δρόμο για τη ρομποτική τηλε-χειρουργική, πράγμα που σημαίνει ότι όλο και περισσότεροι ασθενείς στο μέλλον θα μπορούν να χειρουργούνται από γιατρούς που θα βρίσκονται σε άλλους χώρους, σε άλλες πόλεις, ακόμα και σε άλλες χώρες. Απλώς ο γιατρός θα κατευθύνει από μακριά το ρομπότ που θα χειρουργεί τον ασθενή. Ο γιατρός θα βρίσκεται εκτός χειρουργείου αλλά με τον κατάλληλο εξοπλισμό θα έχει τον πλήρη έλεγχο της επέμβασης και θα μπορεί να βλέπει και να συνομιλεί με το υπόλοιπο ιατρικό προσωπικό το οποίο μαζί με το ρομποτικό σύστημα θα βρίσκεται στο πλευρό του ασθενή.

5 Γ) Στον τομέα της θεραπείας, η χρήση των ρομπότ βοηθούν στην βελτίωση της κινητικότητας των άκρων σε άτομα που έχουν υποστεί εγκεφαλικό επεισόδιο, τοποθέτηση τεχνητών μελών στο σώμα και ανάπτυξη τεχνητού δέρματος γύρω από τεχνητά μέλη. Η χρήση της ρομποτικής έχει κατ εξακολούθηση δώσει λύσεις σε διάφορες παθήσεις. Η μηχανή φαίνεται να βοήθησε πολύ τους ασθενείς, βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής τους. Τα εγκεφαλικά επεισόδια μπορούν να προκαλέσουν αρκετές μακροχρόνιες αναπηρίες που σχετίζονται με την περιορισμένη κινητικότητα ή την αδυναμία των άκρων. Μια εντατική θεραπεία που θα ξεκινήσει αμέσως μετά το εγκεφαλικό επεισόδιο, συνίσταται για να μεγιστοποιηθεί η ανάκτηση της αρχικής κινητικότητας. Αποτελεί οικονομικότερη λύση από την εργασία ενός φυσιοθεραπευτή, του οποίου το κόστος μιας καθημερινής ωριαίας εργασίας, είναι σχετικά ακριβό. Λύση σε αυτό το πρόβλημα, είναι η χρήση μηχανών που θα βοηθήσουν τους ασθενείς να κάνουν τις απαραίτητες κινήσεις. Ο ασθενής κάθεται αναπαυτικά με το άκρο του τοποθετημένο στην συσκευή (σαν νάρθηκα) τοποθετημένο στον βραχίονα του ρομπότ και στην συνέχεια προσπαθεί να το κινήσει. Το ρομπότ αναγνωρίζει τις κινήσεις του και τον βοηθά όποτε χρειαστεί. Μια πρωτοποριακή χειρουργική τεχνική που επιτρέπει στον ασθενή να αισθάνεται ότι κινεί το τεχνητό του μέλος απλώς με τη δύναμη της σκέψης. Για παράδειγμα αν κάποιος χάσει το χέρι του, του βάλουμε τεχνητό μέλος και αισθητήρια νεύρα κάτω από το στήθος, αυτό το άτομο δεν θα μπορεί μόνο να κινεί ταυτόχρονα τον καρπό και το μπράτσο του, θα μπορεί να νιώσει κάποιον που θα μπορεί να του σφίξει το τεχνητό χέρι, να αισθάνεται πίεση στα δάχτυλα, το ζεστό και το κρύο, ακόμα και να αντιλαμβάνεται την υφή των αντικειμένων. Τα τεχνητά μέλη συνήθως είναι άβολα και αργά στις αντιδράσεις τους. Ελέγχονται από ηλεκτρικούς αισθητήρες τοποθετημένους στο δέρμα που ανιχνεύουν την κίνηση του κομμένου μυός στο σημείο σύνδεσης με το τεχνητό μέλος. Ωστόσο, οι κινήσεις του χεριού ή του καρπού δεν ελέγχονται με μεγάλη επιτυχία από έναν μυ στον ώμο, έναν δικέφαλο ή έναν τρικέφαλο με αποτέλεσμα σύνθετες κινήσεις να μην εκτελούνται. Έτσι πολλοί άνθρωποι φορούν τα πρόσθετα μέλη τους για λίγο διάστημα και στη συνέχεια απογοητεύονται και τα παρατάνε.

6 H νέα τεχνολογία επιτρέπει σε τεχνητά χέρια, πόδια, αντίχειρες και άλλα δάκτυλα να προσδένονται απ ευθείας στον σκελετό με χρήση μεταλλικών εμφυτευμάτων που προεξέχουν από το δέρμα. Εφόσον ο ιστός καταφέρει να σφραγίσει την περιοχή γύρω από τη μεταλλική προεξοχή, η πιθανότητα μόλυνσης σχεδόν εκμηδενίζεται. Συνδέοντας τα τεχνητά μέλη με το οστό, ο σφραγισμένος με δέρμα μεταλλικός σύνδεσμος δημιουργεί στους ασθενείς μια καλύτερη αίσθηση αφής. Επειδή τα μέλη είναι συνδεδεμένα με τον σκελετό, και όχι απλώς προσαρμοσμένα με λουριά ή άλλο τρόπο στο υπόλειμμα του ακρωτηριασμένου μέλους, είναι πιο άνετα και λιγότερο πιθανό να δημιουργήσουν πληγές από την πίεση, οι οποίες μπορεί να προκαλέσουν σοβαρά προβλήματα στους ακρωτηριασμένους. Οι επιστήμονες λένε πως η τεχνική έχει ήδη δείξει ότι επηρεάζει σημαντικά τη ζωή ανθρώπων. Η ρομποτική είναι μια σχετικά νέα τεχνολογία στον τομέα της ιατρικής που κερδίζει ολοένα και περισσότερο έδαφος. Στο μέλλον οι ασθένειες θα εντοπίζονται και θα εξουδετερώνονται με την χρήση βιο-αισθητήρων οι οποίοι θα βρίσκονται μόνιμα μέσα στο σώμα του ανθρώπου, οι χειρουργικές επεμβάσεις θα είναι λιγότερο επίπονες και θα γίνονται από μακρινή απόσταση κερδίζοντας έτσι χρόνο και μειωθούν σημαντικά τα κινητικά προβλήματα σε ασθενείς οι οποίοι έτυχε να τραυματίσουν ή να χάσουν κάποιο άκρο τους. Ας ελπίσουμε ότι η συμβολή της ρομποτικής επιστήμης θα βελτιώσει την ποιότητα ζωής μας και θα την οδηγήσει μόνο προς το καλύτερο!