Olvasási idő: 7 perc

A műtőben ma már digitális térképek, szenzorok és navigációs rendszerek is segíthetik a sebész munkáját.

Térd- és csípőprotézis beültetésekor a technológia egyik fő feladata, hogy pontosabbá tegye a tervezett implantátumhelyzet megvalósítását. A robotsebészet még nem jelent önállóan operáló gépet. Az ortopédia korszerű eszközei adatokat szolgáltatnak, mérnek és támogatják a végrehajtást, miközben a műtéti döntéseket és a beavatkozást továbbra is a sebész irányítja.

Amikor a műtéti terv digitálissá válik

Egy térd- vagy csípőprotézis beültetése jóval összetettebb annál, minthogy egy elkopott ízületi felszínt egyszerűen mesterséges alkatrészre cseréljenek. A protézis komponenseinek mérete, helyzete, dőlésszöge és egymáshoz való viszonya egyaránt befolyásolja, hogyan működhet később az ízület. A térdnél ehhez hozzáadódik a szalagok egyensúlya, a csípőnél pedig többek között a végtaghossz és az ízület biomechanikájának helyreállítása.

A digitális műtéti tervezés célja, hogy ezekről a tényezőkről már a beavatkozás előtt, illetve annak során pontos adatok álljanak rendelkezésre. Az ortopédia így egyre szorosabban kapcsolódik a számítógépes modellezéshez és a műtéti navigációhoz.

A ortopédia területén alkalmazott protézisbeültetések előtt ezért a fizikális vizsgálat és a megfelelő képalkotó diagnosztika mellett digitális tervezési módszerek is szerepet kaphatnak. A műtéti technika kiválasztása az ízület állapotától, az anatómiai viszonyoktól és az adott beteg kezelési tervétől függ.

A robot továbbra sem hoz orvosi döntést

A robotsebészet kifejezés könnyen olyan képet idézhet fel, amelyben egy gép önállóan végzi a beavatkozást, de az ortopédiai műtőkben alkalmazott rendszerek működése ettől alapvetően eltér. Sebész határozza meg a műtét menetét, választja ki a megfelelő implantátumot, értékeli az anatómiai helyzetet, majd ő végzi a beavatkozást is.

A technológia egy nagy pontosságú segédeszköz. Képes követni a térbeli helyzetet, adatokat szolgáltatni az ízület geometriájáról, jelezni a tervezett és a tényleges pozíció közötti különbséget, bizonyos rendszereknél pedig a csont előkészítését is robotikus eszköz segíti.

Az OMNIBotics például számítógépes vezérléssel támogatja a teljes térdprotézis műtéti tervezését és végrehajtását. A rendszer az anatómiai adatok és az ízületi egyensúly mérésével segíti az implantátum helyének meghatározását, majd robotikus műtéti eszközzel támogatja a terv pontos megvalósítását.

Mit ad az ortopédiához az OMNIBotics?

Az OMNIBotics robotasszisztált rendszert teljes térdprotézis beültetésénél használják. Az eljárás egyik lényeges sajátossága, hogy úgynevezett képalkotás nélküli, vagyis a működéséhez nem szükséges előzetesen CT-alapú háromdimenziós térdmodellt készíteni. A műtét során rögzített anatómiai adatokból a rendszer digitálisan feltérképezi az ízület fontos viszonyait.

A technológia segítségével mérhető a térd tengelyhelyzete és vizsgálható a szalagok feszessége is. Ezek alapján a sebész a műtét közben finomíthatja a protézis tervezett helyét. Az OMNIBotics rendszerhez tartozó robotikus vágóvezető ezután a csont előkészítésének pontos végrehajtását támogatja.

Magyarországon ezt az eljárást 2020-ban vezették be a hivatkozott ortopédiai ellátásban térdprotézis-beültetésekhez. A robotsebészet ebben az esetben tehát elsősorban mérésből, digitális tervezésből és a csontmegmunkálás robotikus támogatásából áll.

A térd egyensúlya is mérhetővé válik

A térd működését nem kizárólag a csontok alakja határozza meg. A körülöttük futó szalagok feszessége ugyancsak fontos az ízület stabilitásában és mozgásában. Protézisbeültetéskor ezért az implantátum helyzete mellett azt is figyelembe kell venni, hogyan viselkedik a térd hajlítás és nyújtás közben.

Az OMNIBotics egyik eleme éppen ebben nyújt támogatást. A rendszerhez kapcsolódó BalanceBot a műtét alatt méri a szalagok feszességét, és olyan információkat biztosít, amelyek alapján a sebész értékelheti az ízületi egyensúlyt. A protézis helyzete virtuálisan módosítható, mielőtt megtörténne a végleges csontmegmunkálás.

Ez jól példázza, miért érdekes technológiai terület ma az ortopédia. Korábban nehezebben számszerűsíthető műtéti paraméterek válnak mérhetővé, a robotsebészet pedig ezeket az adatokat közvetlenül be tudja vonni a beavatkozás tervezésébe. A cél nem egy szabványos térd létrehozása, hanem az adott anatómiai helyzethez igazodó műtéti terv pontos megvalósítása.

NAVISWISS: navigáció a csípőprotézisnél

A csípőprotézis-beültetéshez használt NAVISWISS más elven működik, mint az OMNIBotics. Ez egy miniatürizált, kézben tartható sebészeti navigációs rendszer, amely a műtét során valós időben szolgáltat adatokat a protézis komponenseinek helyzetéről. A technológia a vápa beállítását, a végtaghossz ellenőrzését és a csípő biomechanikai viszonyainak követését támogatja.

A működését legkönnyebben egy rendkívül pontos helymeghatározó rendszerhez lehet hasonlítani. A műtét előtt elkészül a digitális terv, amelyben meghatározható az implantátum mérete és kívánt pozíciója. A navigáció ezután a beavatkozás alatt folyamatos visszajelzést ad arról, hogyan viszonyul a tényleges helyzet az előzetesen meghatározott célhoz.

Az ortopédiai robotsebészet ezen a ponton valójában két technológiai világot kapcsol össze. A térdnél robotasszisztált rendszer, a csípőnél számítógép-vezérelt navigáció segítheti a sebész munkáját.

CT nélkül navigál, a 4D tervezés külön folyamat

A NAVISWISS egyik érdekes tulajdonsága, hogy maga a navigációs eljárás nem igényel előzetes CT-vizsgálatot, és a rendszer működéséhez műtét közbeni röntgenre sincs szükség. Szenzorok és a műtét alatt rögzített anatómiai referenciapontok segítségével követi az implantátum helyzetét. A rendszer fejlesztője a technológiát képalkotás nélküli csípőnavigációként is írja le.

Ezt fontos elkülöníteni a 4D mozgásanalízisen alapuló műtéti tervezéstől. A két módszer egy beavatkozás során kapcsolódhat egymáshoz, technikailag azonban két külön folyamatról van szó.

A 4D tervezéshez az ágyéki gerinc, a medence és a csípő egymáshoz viszonyított mozgását is elemzik. Ehhez különböző testhelyzetekben végzett radiológiai vizsgálatok, valamint alacsony dózisú CT is szükséges lehet. A kapott információk a protézis tervezett pozíciójának meghatározását támogatják, míg a NAVISWISS feladata ennek a tervnek a műtét közbeni pontos kivitelezését segíteni.

Mit jelent valójában a 4D műtéti tervezés?

A 4D elnevezés mögött az a felismerés áll, hogy az emberi csípőt nem érdemes kizárólag egyetlen statikus testhelyzetben vizsgálni. A medence helyzete változik üléskor, álláskor vagy előrehajláskor, a gerinc mozgása pedig szintén hatással van arra, hogyan fordul a medence és vele együtt a csípőízület.

A hagyományos képalkotás egy adott pillanat anatómiai állapotát mutatja. A funkcionális megközelítés ehhez a mozgás dimenzióját is hozzáadja. A vizsgálat során azt térképezik fel, hogyan változnak egymáshoz képest a gerinc, a medence és a csípő különböző hétköznapi testhelyzetekben.

Az így kapott adatokból olyan műtéti terv készíthető, amely figyelembe veszi az adott személy mozgásmintáját is. Az ortopédia ezen a területen már közel kerül a biomechanikai modellezéshez: az implantátum optimális helyzetét nem egyetlen általános geometriai szabály alapján keresik, hanem az anatómia és a funkció együttes értékelésével.

A gerinc és a medence mozgása is számít

Elsőre különösnek tűnhet, hogy egy csípőprotézis tervezésekor miért érdekes az ágyéki gerinc működése. A magyarázat a test egymással összekapcsolt mozgásláncaiban rejlik. Amikor leülünk, felállunk vagy előrehajolunk, a gerinc és a medence helyzete egyszerre változik, ezzel pedig módosul a csípőízület térbeli helyzete is.

A 4D tervezés során ezért hétköznapi mozgáshelyzeteket is elemezhetnek. A cél annak megértése, hogy a medence hogyan fordul el különböző pozíciókban, és ez milyen viszonyt teremt a protézis komponensei között.

Ez az adatalapú gondolkodás jól mutatja a robotsebészet fejlődési irányát. A gépi segítség egyre kevésbé önmagában álló eszközt jelent. A digitális műtéti terv, a navigáció, a biomechanikai mérés és a robotikus végrehajtás egymásra épülő technológiákká válhatnak. Az ortopédia számára ezek közös értéke abban rejlik, hogy korábban nehezebben követhető részleteket tesznek mérhetővé és reprodukálhatóvá.

A kisebb feltárás és a technológia kapcsolata

A minimálisan invazív műtéti technika és a robotsebészet fogalmát érdemes különválasztani. Attól, hogy egy beavatkozás robotasszisztált vagy navigációval támogatott, önmagában még nem következik, hogy kisebb műtéti feltárással végzik. A feltárás módja külön sebészeti döntés és technika.

A hivatkozott ortopédiai gyakorlatban csípő- és térdprotézis-beültetésnél izomátvágás nélküli, minimálisan invazív megközelítést is alkalmaznak. Csípőműtétnél a NAVISWISS kompakt kialakítása alkalmas arra, hogy támogassa az elülső feltárásból végzett beültetést, miközben a sebész valós idejű navigációs adatokat kap.

A két fejlesztési irány tehát találkozhat a műtőben: az egyik a szövetek lehetőség szerinti megkímélésére, a másik a komponensek pontos elhelyezésére koncentrál. Az ortopédia modern műtéti szemléletében a digitális eszközök értéke éppen abban lehet, hogy úgy támogatják a precíz végrehajtást, hogy közben illeszkednek a választott sebészeti technikához.

Pontosság és gyógyulás nem ugyanaz a kérdés

A robotsebészet körüli lelkesedés egyik fontos tudományos kérdése, hogy a technikailag pontosabb műtét automatikusan jobb eredményt jelent-e a beteg számára. A kettőt érdemes külön vizsgálni.

Az OMNIBotics rendszerrel kapcsolatos publikált adatok szerint a technológia nagy pontossággal képes támogatni a műtéti terv és a kívánt térdízületi tengely megvalósítását. A rendszerrel elérhető rövid távú eredmények kedvezőek, a hosszú távú, betegek által érzékelt előnyökről rendelkezésre álló adatok köre ugyanakkor korlátozottabb.

A robotasszisztált térdprotézisek tágabb kutatási eredményei hasonló kérdést vetnek fel: a pontosabb komponenspozíció és a kevesebb nagy tengelyeltérés több vizsgálatban kimutatható, miközben a hosszú távú funkcionális fölény igazolásához további adatok szükségesek.

Ezért a robotsebészet értékét érdemes tárgyilagosan kezelni. A milliméteres pontosság fontos technológiai előrelépés, a sikeres protézisműtét eredményét ugyanakkor a beteg állapota, a sebész tapasztalata és a rehabilitáció is alakítja.

A csípőnél milliméterek és szögek találkoznak

Csípőprotézis-beültetésnél különösen fontos kérdés a medencébe kerülő vápa komponensének térbeli beállítása. A túlzott vagy nem megfelelő dőlésszög befolyásolhatja az ízület biomechanikáját és stabilitását. A végtaghossz és az úgynevezett offset, vagyis a csípő geometriai helyreállítása szintén olyan paraméter, amelyet a műtét során figyelembe kell venni.

A NAVISWISS valós időben adhat visszajelzést ezekről az adatokról. A rendszer a vápa helyzetét, a végtaghosszt és az offsetet is képes követni, így a sebész objektív mérési információt kap a beültetés közben.

A navigáció pontosságát klinikai vizsgálatokban is értékelték. A műtét közben mért értékeket későbbi CT-vizsgálatokkal összehasonlító kutatás azt találta, hogy a kézben tartható, képalkotás nélküli rendszer megfelelő pontossággal követheti a csípőprotézis komponenseinek helyzetét.

A navigáció nem helyettesíti a műtéti tervet

A műtéti navigáció akkor hasznos, ha van egy jól meghatározott cél, amelyhez képest folyamatosan mérni lehet az aktuális helyzetet. A NAVISWISS sem önállóan dönti el, hová kerüljön a protézis. A sebész előzetesen meghatározza az implantátum kívánt méretét és pozícióját, majd a rendszer ennek pontos végrehajtását támogatja.

Ez az elv lényegében az egész digitális ortopédia működését jól leírja. Először rendelkezésre állnak az anatómiai és funkcionális adatok, ezek alapján megszületik a műtéti terv, végül a technológia segít összevetni a tervet a műtőben kialakuló valós helyzettel.

A robotsebészet ebben az értelemben egy precíz visszacsatolási rendszer. A gép mérési képessége és a sebész szakmai döntése egymást egészíti ki. Minél jobb minőségű adatokból készül a terv, és minél pontosabban követhető a végrehajtás, annál kisebb lehet az eltérés a megtervezett és a tényleges implantátumhelyzet között.

A robot helye a jövő műtőjében

Az ortopédia technológiai átalakulása valószínűleg nem egyetlen látványos robot körül fog zajlani. A fontosabb változás az, hogy egyre több mérési adat kerül be közvetlenül a műtéti döntések és a beavatkozás folyamatába. A robotasszisztált térdsebészet, a csípőnavigáció és a mozgáson alapuló 4D tervezés ennek három különböző példája.

Az OMNIBotics a térd anatómiájának és szalagegyensúlyának mérését kapcsolja össze robotikus végrehajtással. A NAVISWISS csípőműtét közben ad valós idejű helyzetinformációkat. A 4D módszer már a műtét előtt megpróbálja feltérképezni, hogyan változnak a csípő biomechanikai viszonyai mozgás közben.

A robotsebészet fejlődésének iránya így kevésbé az ember nélküli műtő felé mutat, és sokkal inkább az adatokkal támogatott sebészet felé. A technológia pontosabban mér, a sebész pedig ezeket az információkat felhasználva hozza meg a szükséges döntéseket.

A legfontosabb szereplő továbbra is a sebész

A robotika fejlődése könnyen keltheti azt az érzést, hogy idővel maga a gép válik a műtét főszereplőjévé. A jelenlegi ortopédiai rendszerek ennél jóval inkább együttműködésre épülnek. A technológia megmutathatja az implantátum pillanatnyi helyzetét, mérheti a szalagok feszességét, követheti a csontmegmunkálást vagy jelezheti az eltérést a digitális tervtől. A klinikai döntés ezek után is az orvos feladata.

Ez azért lényeges, mert minden térd és csípő eltérő anatómiai adottságokat, előzményeket és terhelést jelent. Ugyanaz a technológia két betegnél egészen más műtéti döntéseket támogathat.

Az ortopédiai robotsebészet valódi újdonsága ezért nem az, hogy kivenné az embert a folyamatból. Éppen ellenkezőleg: olyan mérési pontosságot és digitális visszajelzést ad a sebész kezébe, amely korábban nem vagy nehezebben volt elérhető. Hogy ez hosszabb távon milyen mértékben javítja a protézisműtétek eredményeit, arra a folyamatosan gyűlő klinikai adatok adhatnak egyre pontosabb választ.