Tehnohirurgija

Nastavak teksta iz prošlog broja

Hirurgija navođena slikom (image guided surgery – IGS)

IGS je procedura pri kojoj hirurg radi direktno na pacijentu, koristeći slike koje mu se tokom operacije prikazuju na ekranu. Te slike mogu biti preoperativne, intraoperativne, kao i slike iz anatomskih atlasa.

Glavna prednost primene IGS je minimalna invazivna hirurgija.

IGS procedura

Procedura hirurgije vođene slikom sastoji se od nekoliko faza: modeliranje pacijenta, planiranje operacije, simulacija oper­acije, izvršavanje operacije, održavanje postoperativne dokument­acije. U većini slučajeva IGS sistemi ne obezbeđuju sve navedene servise, ali oni jesu neophodni za jedan cjelovit sistem.

Modeliranje

Pod terminom modeliranje pacijenta smatra se kreiranje cjelokupne slike pacijenta, ili barem onog dela koji je od interesa za operaciju. Prvi korak je dobijanje svih neophodnih slika. Zatim se pomoću ovih 2D slika pravi 3D model ciljnog dela tela, npr. kolena. Model mora biti jasan i precizan, kao i lak za upotrebu od strane hirurga. Inteligentni sistemi za modelovanje ne daju samo obične slike, već i njihovu segmentaciju sa objašnjenjima. Na primer, inteligentni sistem za onkološku primjenu morao bi da prepozna tumor sa CT ili MRI slika. Takođe, moguće je imple­mentirati i proces učenja. Na primer, moguće je napraviti takav softverski sistem koji bi tokom rada naučio od hirurga šta je tumor, a šta nije. Tako bi računar ušao u višegodišnji proces učenja. Modeliranje se obično vrši pred samu operaciju. Ponekad je veoma važno modelirati i dio tijla za vrijeme operacije, jer se neki bitan detalj može tokom nje promeniti.

Planiranje i simulacija

Planiranje je proces tokom koga hirurg planira operaciju, koristeći model dobijen u prethodnoj fazi. Kao što smo već napomenuli, ovaj model je obično trodimenzionalan, što omogućava dobru vidljivost i verodostojnost.

Tokom ove faze hirurg prvo ispituje slike, tražeći neki trag obolenja. Kada se on pronađe, uobičajeno se vrši neka vrsta merenja, na primer, veličina tumora. Sistem treba da obezbedi ovo merenje, koje mora biti veoma precizno. Nakon kompletne opservacije, prelazi se na korak planiranja.

Hirurg mora imati na raspolaganju simulatore koji oponašaju hirurške instrumente i njihov uticaj na ljudsko tkivo. Sistem je zadužen da pruži povratnu spregu koja će biti što bliža re­alnoj situaciji. Što se tiče planiranja, inteligentni sistemi mogu se opremiti mehanizmima učanja. U nekim slučajevima, moguće je vršiti planiranje i u toku same operacije, u zavisnosti od njenog toka.

Operacija

U većini slučajeva, sama operacija vrši se pomoću klasičnih instrumenata i alata. Međutim, IGS sistemi mogu biti opremljeni i dodatnim robotskim uređajima. Robotski sistemi mogu se koristiti za izvršavanje operacije na osnovu slika dobijenih prije i za vrijeme operacije. Danas ovakvi roboti vrše samo najjed­nostavnije zadatke. Planiranje takvih intervencija je, u većini slučajeva, intraoperativno.

Dokumentacija

Pošto je IGS sistem uključen u sve faze procesa hirurške intervencije, on je u stanju da sam prikupi neophodne podatke. Oni su bitni za bolničku dokumentaciju i proces rehabilitacije pacijenta. Ovi podaci se mogu distribuirati putem Interneta i tako staviti na raspolaganje u edukativne svrhe.

Sistemski zahtjevi

Da bi se napravio uspešan IGS sistem, moraju se zado­voljiti izvesni hardverski i softverski zahtevi. Oni su uglavnom povezani sa akvizicijom slike, njenom obradom i prepoznavanjem.

Danas se uglavnom koriste sledeći sistemi za dobijanje slika: CT (computer tomography), MRI (magnetic resonance imaging) i PET (postiron emission tomography). CT slike uglavnom pokazuju “čvrstu” strukturu tela, na primer, koštanu strukturu. MRI se koristi za snimanje mekih tkiva unutar tela. Nasuprot CT i MRI tehnikama koje se koriste za snimanje struk­ture tela, PET se koristi za snimanje procesa unutar tela, na primer toka krvi. Sve ove slike se uglavnom snimaju pre operacije. Za intraoperativno snimanje obično se koriste optičke kamere i instrument čija se pozicija može pratiti. Pomoću optičke kamere snimaju se slike u realnom vremenu tokom operacije. Kamera se nalazi u operacionoj sali i dobija signale od specijalnih hirurških instrumenata koji su opremljeni diodama (LED). Tokom operacije, kamera prima te signale i šalje ih računaru koji ih dalje obrađuje. Signali se primaju i sa instrumenta (njegova pozicija) i sa pacijenta (delovi anatomije).

Softverski sistem za obradu slike mora biti precizan, sposoban da prepozna važne delove slike, ali i dovoljno jednosta­van da bi ga hirurzi mogli upotrebljavati tokom pripreme i same operacije.[8]

TELE-HIRURGIJA

Riječ telehirurgija potiče od grčke riječi tele što znači -daljina, na daljinu, i grčke riječi cheirougica koja označava termin – raditi rukama, manuelno, ručno.