Офтальмологи приспособили робота для высокоточной операции

В Оксфордском университете проведена первая уникальная офтальмологическая операция.

Роберт Макларен (Robert MacLaren) и Томас Эдвардс (Thomas Edwards), хирурги из Оксфорда, провели операцию на глазу человека, используя робота. В течение всей операции хирурги управляли роботизированной системой, выполняя все работы удаленно. Основная задача хирургов - убрать мембрану толщиной в 1/100 мм с сетчатки глаза на задней стенке глазного яблока (правый глаз).

Пациент - Уильям Бивер (William Beaver), 70-летний мужчина, который согласился лечь под нож робота. Это первая хирургическая операция такого типа, не только в Великобритании, но и во всем мире. Хирургическая установка получила название Robotic Retinal Dissection Device (R2D2). Средства на разработку системы и проведение операции предоставлены Оксфордским университетом и еще несколькими организациями.

Роботизированная хирургическая установка выполняет очень точные манипуляции с глазным яблоком. Робот оперирует через отверстие диаметром менее миллиметра. В ходе проведения этой операции роботу несколько раз приходилось выводить манипулятор из отверстия и через некоторое время вводить его снова. При этом само глазное яблоко не было обездвижено и могло вращаться.

Разработчики Robotic Retinal Dissection Device предусмотрели механизм амортизации дрожания рук хирурга. При проведении операции такого типа каждое движение имеет значение, а если работать с микроскопически малыми элементами глазного яблока, то дрожание рук хирурга (незаметное для глаз и большинства приборов) может привести к неудаче.

Робот представляет собой механический манипулятор со встроенными сервоприводами в количестве семи штук, которые контролируются компьютером. Система может выполнять движения с точностью до тысячной доли миллиметра.

Операция понадобилась пациенту потому, что на поверхности его сетчатки появилась специфическая мембрана. Это привело к тому, что пациент стал видеть искаженную «картинку», подобную тому, что мы видим на деформированных зеркалах в так называемой «комнате смеха». Толщина этой мембраны всего сотая часть миллиметра, и ее необходимо было убрать, не повредив сетчатку.

Само заболевание называется эпиретинальная мембрана. Это довольно распространенное глазное заболевание, представляющее собой следствие нарушений в стекловидном теле (причиной может быть, например, диабет). Иначе она называется макулярная складка. В некоторых случаях клетки сходятся в макулярной области, так как стекловидного тело стареет и перемещается наружу, образуя отслоение стекловидного тела (PVD). PVD может незначительно повредить сетчатку, стимулируя экссудат, воспалительный и, как следствие, лейкоцитозный процессы.

Клетки такого типа могут образовывать прозрачный слой постепенно, затягиваясь и создавая напряженность сетчатки, заставляя её выпирать в складки (макулярные складки, например) или даже вызвать вздутие или отек макулы. Следствие этого процесса - искажения поля зрения. Чаще всего процесс сначала происходит в одном глазу и может привести к бинокулярной диплопии или двоению в глазах, если изображение от одного глаза сильно отличается от другого. Искажения могут сделать объекты различными по размеру. У людей возрастом до 50 лет такие клетки могут распадаться самостоятельно. К сожалению, у большинства больных старше 60 лет состояние этих клеток остается постоянным.

Если операция проводится хирургом вручную, то на движения человека влияет даже пульс. Поэтому хирургам приходится следить за пульсом и своими действиями, синхронизируя их. Это, конечно, очень неудобно. Робот же упрощает проведение операции, увеличивая точность действий хирурга-человека.

Для управления аппаратом R2D2 врач использует тачскрин и джойстик. Увеличенное изображение области проведения операции выводится на экран перед хирургом. До настоящего момента хирургического робота, способного выполнять движения в трех измерениях с точностью до тысячной доли миллиметра просто не существовало. Ученые из Оксфорда решили разработать такой аппарат, и реализовали свой проект, на что ушло более двух лет. «Нет сомнений, что сейчас мы определили будущее глазной хирургии», - заявил глава исследовательской группы после успешного завершения операции.

«Мое зрение вернулось. Я очень доволен, что хирургическая операция прошла так удачно, и я горд тем, что был первым человеком, который прошел эту процедуру», - говорит Уильям Бивер.

По мнению хирургов, разработанный хирургический аппарат может быть полезен не только для проведения операций по ликвидированию эпиретинальной мембраны, но и для восстановления зрения ряда пациентов путем внедрения стволовых клеток под сетчатку. Для проведения таких операций нужна чрезвычайно высокая точность действий хирурга.

Кроме Уильяма Бивера, в проекте участвуют еще 12 человек. Причем сложность операций будет только возрастать - удаление мембраны является одной из простейших процедур, выполненных с использованием R2D2. В частности, планируется провести операцию с внедрением полой иглы под сетчатку с впрыском жидкости. Если операция пройдет успешно, это откроет возможность массового проведения процедур генной терапии сетчатки. Это перспективное направление хирургии глаза, что позволяет лечить слепоту некоторых типов. Как считают хирурги, такой вид терапии может помочь лечить пигментный ретинит. Это наследственное, дегенеративное заболевание глаз, которое вызывает сильное ухудшение зрения и часто слепоту.

Заболевание представляет собой форму дистрофии сетчатки, которая вызывается аномалиями фоторецепторов (палочек и колбочек) или пигментного эпителия сетчатки (ПЭС). Зачастую, это ведет к прогрессирующей потере зрения. Люди с пигментным ретинитом могут испытывать так называемую дефектную адаптацию от светлого к тёмному, от тёмного к светлому или никталопию (ночную слепоту), в результате дегенерации периферического поля зрения (туннельное зрение). В некоторых случаях сначала теряется центральное зрение, вынуждая человека смотреть искоса на объекты.