10 kwietnia 2011

Telemedycyna w armii i astronautyce

Marian R. Baraniecki

Przykładem telemedycyny wojskowej jest opracowywany w USA przez konsorcjum kilku firm i uniwersytetów „Operator”, zdalnie sterowany robot–chirurg. Jego przeznaczeniem jest ratowanie życia rannych żołnierzy w jak najszybszym czasie, bezpośrednio na polu walki, podczas ich ewakuacji w bezpieczne miejsce, zanim znajdą się w szpitalu polowym czy stacjonarnym.

Robot-chirurg, nazwany roboczo „TraumaPod”, pomoże ustabilizować parametry życiowe i stan rannych wykonując konieczną pomoc medyczną i zabieg chirurgiczny zarówno przed, jak i podczas ewakuacji z pola walki.
System ten, chociaż znacznie ulepszony i wszechstronniejszy, jest wzorowany na znanym i od kilku lat szeroko stosowanym zdalnie sterowanym systemie chirurgicznym „Da Vinci”.
W tym systemie chirurg wykonuje operację siedząc przy konsoli kontrolnej w bezpiecznym miejscu (często bardzo odległym), sterując ramieniem robota przy stole operacyjnym. Operujący chirurg widzi trójwymiarowy obraz HD obiektu na monitorze, kieruje się parametrami kontrolnymi systemu. Jego własne ruchy są kontrolowane przez system, często poprawiane, np drżenie rąk, korekcja ruchu z powodu opóźnienia czasowego wynikłego z czasu propagacji sygnału wideo itp.
System „Da Vinci” udowodnił wiele razy, jak bardzo jest przydatny przy wykonywaniu bardzo skomplikowanych operacji na odległość, imponując swoją precyzją, umożliwiającą minimalne nacięcia, redukując pooperacyjne komplikacje i wspomagając rehabilitację.
Eksperci sądzą, że kiedy „TraumaPod” będzie gotowy, bardzo zmniejszy się liczebność ratowniczego personelu medycznego koniecznego na polu walki.
Sam system będzie dostatecznie małych rozmiarów, aby łatwo mógł być przewożony samochodami i helikopterami.
Najpoważniejszym problemem będzie jednak zagwarantowanie stabilności i niezawodności linii transmisyjnych dla sygnałów kontrolnych i wizyjnych, wysokiej jakości obrazu wideo oraz precyzji zadań wykonywanych przez robota, zwłaszcza umiejętności doboru i zmiany instrumentów chirurgicznych bez bezpośredniej pomocy ludzkiej.

Przykładem zastosowania telemedycyny w kosmosie jest robot „ARTIS” opracowany i skonstruowany przez Francuskie Narodowe Centrum Badań Kosmicznych. Przeznaczony głównie do badań ultrasonograficznych astronautów przebywających przez długi okres na stacji kosmicznej, robot ma również zastosowanie w telemedycynie „naziemnej”. System składa się z dwóch stanowisk znajdujących się w różnych miejscach: stanowiska „ekspert” i stanowiska „pacjent”. Stanowisko „pacjent” jest robotem z wbudowanym aparatem USG, kontrolowanym na żywo na odległość przez specjalistę znajdującego się na stanowisku „ekspert”. Specjalista od badań USG obsługuje joystick, którego ruchy są przesyłane do odbiornika umieszczonego na ramieniu robota. Robot jest podtrzymywany ręcznie przez technika medycznego (lub astronautę), którego obecność na stanowisku „pacjent” jest niezbędna do prawidłowego wykonania badania. Na stanowisku „ekspert” specjalista przeprowadza badanie analizując obrazy na ekranie komputera w trybie wideokonferencji. Łączność między dwoma stanowiskami może być zapewniona przez internet albo łącze satelitarne.
Astronauci przebywający na stacji kosmicznej mają do dyspozycji terminale wideokonferencyjne wraz z podstawowym zestawem instrumentów telemedycznych: monitorem sygnałów życiowych, EKG, USG, spirometrem, stetoskopem elektronicznym.
Innym przykładem zastosowania robotów w telemedycynie jest zdalnie sterowany robot chirurgiczny „Zeus”. Jest to superkomputer z wieloma funkcjami, m.in. kontroli głosowej, eliminacji drżenia ręki, adaptywnym filtrowaniem zakłóceń, korekcją błędów. „Zeus” zasłynął pierwszy raz w 2001 r., kiedy przeprowadzono za jego pomocą operację znaną pod nazwą „Operation Lindbergh”, która była kamieniem milowym w zdalnej telerobotyce. Chirurdzy w Nowym Jorku przeprowadzili udaną operację pęcherzyka żółciowego pacjentki przebywającej w Strasbourgu we Francji. Potencjalne problemy, które mogą zaistnieć podczas podobnych operacji na dużą odległość, wynikają z opóźnienia czasowego ze względu na czas propagacji sygnałów, czas ich przetwarzania oraz możliwych błędów w transmisji cyfrowej. System „Zeus” jest używany do operacji w niewielkim stopniu inwazyjnych w chirurgii ogólnej i laparoskopowej. Chirurg nim sterujący musi przejść odpowiednie szkolenie zakończone wydaniem wymaganego certyfikatu. Systemem tym przeprowadzono dotąd wiele udanych operacji, m.in. serca, prostaty, pęcherzyka żółciowego. Opracowano już kilka wersji „Zeusa”, każda doskonalsza od poprzedniej zarówno po względem możliwości operacyjnych, jak i ułatwień kontrolnych. Obecnie prowadzone są prace nad zminiaturyzowaną wersją systemu oraz testy niezawodności w trudnych warunkach polowych, w których przyjdzie mu w przyszłości funkcjonować.
Należy też wspomnieć o innych sterowanych robotach chirurgicznych, m.in. „Sokrates Telecollaborative System”, które wykonują nie tylko skomplikowane operacje czy urologiczne zabiegi laparoskopowe, ale także używane są do zdalnych szkoleń i edukacji młodych specjalistów w sztuce chirurgii na odległość. Powstają wciąż nowe, ciągle ulepszane systemy, które spowodują, iż telechirurgia stanie się wkrótce sztuką powszechnie stosowaną.

Autor jest prezesem Sekcji Telemedycyny Polskiego Towarzystwa Lekarskiego, prezesem zarządu „Telemed”, członkiem „American Telemedicine Association”.

Archiwum

Okręgowa Izba Lekarska w Warszawie im. prof. Jana Nielubowicza