Роль роботов в ортопедической хирургии

Всё началось с PUMA* — роботизированной системы, созданной для промышленных работ и впервые адаптированной под медицинские цели в 1985 году. Медицинский робот PUMA ассистировал нейрохирургу на биопсии головного мозга — удерживал приспособление для ориентации сверл и зондов рядом с головой пациента. Привлечение такого робота позволило хирургу выполнить операцию и точнее, и быстрее. С тех пор техника, понятно, стала эффективнее, оперативнее, функциональнее и далее-далее-далее, но главное, более прицельной — в каждом направлении появились свои роботизированные герои. Ранее мы уже разбирали роботов в кардиохирургии. В этом материале рассматриваем подробнее современные технологии, доступные хирургам-ортопедам и травматологам.

В ортопедии робототехнику клинически начали использовать с 1992 года в США**. Первопроходцем стала корейская роботизированная система ROBODOC***, которую разработали, чтобы исключить человеческий фактор при тотальном эндопротезировании тазобедренного сустава. Немногим позднее за пациентами, прооперированными с использованием ROBODOC и без неё, наблюдали в США и Германии. В результате американского исследования 136 операций (65 из которых было осуществлено с применением роботизированной системы) выявили, что в группе пациентов, оперировали которых с привлечением робота, посадка (установка) лучше. А анализ 900 случаев из немецких больниц показал, что использование системы ещё и сократило время операции — с 240 минут до 90.

Прототип ROBODOC. Источник изображения: Национальный музей американской истории

Систему ACROBOT (от active-constraint robot, производитель — Великобритания) изобрели для малоинвазивного вмешательства, в частности, для помощи при эндопротезировании коленного сустава. В отличие от полностью автономной ROBODOC система ACROBOT полуавтономная, т. е. с ручным управлением; хирург может ограничивать движения робота в границах заданного периметра.

ACROBOT. Источник изображения: Обзор роботизированных систем

Следующие в поколении — системы RIO и MAKO. Первая является усовершенствованной версией ACROBOT (функционально RIO очень схожа со своим предшественником), а MAKO — обновлённая система RIO. Изначально MAKO разработали в США в 2006 году для частичной замены коленного сустава, но со временем её доработали, и появилась возможность использования при полной замене тазобедренного и коленного сустава. MAKO оснащена технологией, которая даёт хирургу тактильную вибрационную обратную связь, которая помогает при надрезах не задевать здоровые кости и мягкие ткани.

Система MAKO. Источник изображения: Научно-практический журнал «Кафедра травматологии и ортопедии»

В параллель с MAKO в 2006 году появилась швейцарская компьютерная система PiGalileo, с помощью которой ортопеды выполняли навигационные функции. Следом для решения ортопедических задач начали использовать и роботизированную систему da Vinci. Подробнее о da Vinci читайте в нашем материале о роботах в системе здравоохранения. А более полную хронологию развития ортопедических систем можно отследить по этой временной шкале:

Источник изображения: Исследование роботизированных инноваций в ортопедии

Сегодня роботизированные системы в ортопедии используют очень активно — начиная с замены суставов, заканчивая операциями на позвоночнике. Например, ExcelsiusGPS и Mazor X Stealth Edition способны интегрировать КТ-данные пациента в 3D-модель позвоночника, по которой хирург планирует операцию, — так рассчитывают оптимальное размещение транспедикулярных винтов, чтобы стабилизировать позвоночник.

В России в 2025 году ортопеды активно внедряют CORI — роботизированную систему для протезирования коленей, которую весной опробовали в московской больнице, а летом начали применять в регионах.

Существующие хирургические системы можно разделить на роботизированные и компьютерные навигационные. Роботизированные, в свою очередь, могут быть автономными, с ручным управлением и телеуправляемыми. А компьютерные предполагают 3D-моделирование, регистрацию (привязку модели к пациенту) и навигацию.

Схема 1. Классификация современных хирургических технологий в ортопедии

В ортопедии роботы-хирурги совершенствуют процесс так же, как и в других направлениях: повышают точность и скорость операций, снижают травматизацию, влияют на благоприятный исход и время восстановления пациентов. Предполагается, что с течением времени системы в первую очередь станут ещё точнее, снижая физическую и психологическую нагрузку на хирургов, и простимулируют развитие минимально инвазивной хирургии, влияя таким образом в том числе и на скорость выздоровления пациентов. Вполне прогнозируемо ожидается ИИ-интеграция, благодаря чему должны повышаться показатели предиктивной аналитики и персонализации. Ещё один вектор, ставший в принципе доступным благодаря робототехнике, — активное развитие дистанционной хирургии.