Робот-ассистированная трансуретральная гольмиевая уретеролитотрипсия

Введение

Мочекаменная болезнь является одним из самых распространённых заболеваний в урологии. В среднем на долю уретеролитиаза приходится до 50% от всех локализаций конкрементов, что приводит к нарушению уродинамики верхних мочевыводящих путей, почечной колике, обструктивному пиелонефриту, пионефрозу, уросепсису [1 – 3]. С внедрением в клиническую практику уретерореноскопов, а затем и литотрипторов количество открытых оперативных вмешательств сократилось до 5% [4]. В настоящее время, контактная трансуретральная лазерная уретеролитотрипсия является стандартом лечения камней мочеточников. Она позволяет достигнуть полной фрагментации камней в один этап [5].

Надо отметить, что совершенствование конструкции эндоскопических инструментов не привело к оптимальной эргономике оперативного вмешательства. По данным исследования G.M. Preminger et al. (2007), у персонала, выполняющего трансуретральные вмешательства, отмечается высокий процент заболеваний, связанных с опорно-двигательным аппаратом [6]. Также выполнение большого количества операций связано со значительными ионизирующими / лучевыми нагрузками на всех членов операционной бригады.

Нас заинтересовала возможность выполнения уретеролитотрипсии с использованием робота-ассистента. С каждым годом роботические системы в медицине вообще и в хирургии в частности становятся всё более актуальными. Однако первое поколение автоматизированных ассистентов — «PROBOT» (UK), «AESOP» (USA) и другие — были неудобными в использовании из-за своих больших габаритов, трудностей в установке и настройке. Их монтаж и демонтаж значительно увеличивали длительность операции и ограничивали доступ к пациенту. Что касается уретеролитотрипсии, то в настоящее время для осуществления ретроградной интраренальной хирургии используется роботизированная система «Avicenna Roboflex» (“ELMED Medical Systems Inc.”, Ankara, Turkey) [7]. Манипулятор, который применяется для управления инструментом, совместим только с гибким уретерореноскопом. По нашим данным, около 20% всех операций при мочекаменной болезни требуют использования гибкого эндоскопа. Следует отметить, что основными ограничивающими факторами широкого применения гибкой уретеролитотрипсии остаются размеры камня, высокая стоимость эндоскопа, а также относительно короткий срок эксплуатации последнего.

На фоне значительного ускорения прогресса в сфере робототехники стало возможным исправить вышеуказанные недостатки роботизированных систем, и врачи стали чаще прибегать к использованию этих технологий. На это есть несколько причин: роботы не устают, имеют более стабильные и точные движения, позволяют самостоятельно контролировать все перемещения инструмента. Одной из наиболее надёжных роботизированных систем в хирургии был признан аппарат «SOLOASSIST II» (“AKTORmed GmbH”, Barbing, Regensburg, Germany). Данный робот-ассистент активно используется в лапароскопической хирургии для управления видеолапароскопом.

Цель исследования. Оценить возможности выполнения робот-ассистированной трансуретральной контактной лазерной уретеролитотрипсии, изучить её эффективность и продолжительность в сравнении с гольмиевой литотрипсией при стандартном выполнении операции, а также провести исследование и экспертную оценку симптомов усталости хирурга при традиционном способе проведения дробления камня и при роботизации этого процесса.

Материалы и методы

Для осуществления поставленной цели на базе КММЦ Святителя Луки с участием специалистов инжинирингового центра КФУ им. В. И. Вернадского произведена адаптация робота SOLOASSIST II для проведения операций через мочеиспускательный канал, в том числе создание фиксирующего элемента для уретерореноскопа, позволяющего плотно закрепить инструмент в «роботической руке», сохраняя при этом полный диапазон необходимых движений (рис. 1).

Дизайн исследования. Исследование проведено в 2022 году, оно состояло из двух этапов. На первом из них была разработана и апробирована методика и техника роботизированной литотрипсии с использованием тренажёров симуляционного центра Медицинской академии им. С.И. Георгиевского.

На втором (клиническом) этапе были изучены результаты гольмиевой уретеролитотрипсии при обычном и роботизированном выполнении операции. Пациенты с уретеролитиазом были разделены на две группы: первой группе выполняли стандартную лазерную контактную трансуретральную уретеролитотрипсию (n = 14), второй — уретеролитотрипсию с использованием роботизированного ассистента (n = 13). Критериями отбора пациентов стало наличие одиночного камня мочеточника доступного для полуригидного уретерореноскопа. Исключались пациенты с множественными камнями, наличием стриктур, пролежнями мочеточника.

Критерии успеха уретеролитотрипсии — полное отсутствие конкрементов в мочеточнике, отсутствие проксимальной миграции конкремента.

Предоперационная оценка. Всем пациентам в предоперационном периоде проводили стандартный перечень обследований. Размеры камня, его объём и рентгенологическую плотность конкремента определяли путём обработки результатов компьютерной томографии с помощью специализированного программного пакета «ИНОБИТЕК DICOM-ПРОСМОТРЩИК» (ООО «ИНОБИТЕК», Воронеж, РФ). Массу камня рассчитывали как произведение объёма конкремента на его физическую плотность, которую в свою очередь определяли косвенным способом на основе рентгенологической плотности [8]. По данным 3D-реконструкции мультиспиральной компьютерной томографии (МСКТ) также оценивали клинико-анатомические особенности, влияющие на продолжительность процедуры: сложную анатомию мочеточника, соотношение размера конкремента и диаметра мочеточника, «пыльность» камня, длительность стояния камня в мочеточнике, приводящая к отёку, состояние поверхности камня.

Методика робот-ассистированной уретеролитотрипсии. Анестезиологическое пособие — тотальная внутривенная анестезия + ИВЛ. Литотрипсию проводили гольмиевым лазером «TRIPLE» (ЗАО «Медоптотех», Москва, РФ). Использовали волокно с диаметром 400 мк, энергия в импульсе изменялась от 0,8 до 1,4 Дж, а частота находилась в интервале от 8 до 12 Гц (характеристики подбирали эквивалентно плотности камня). Применяли полуригидный уретероскоп («Karl Storz SE GmbH & Co. KG.», Tutlingen, Germany) диаметром 9,0 Fr.

Модуль устанавливали на контрлатеральной стороне операционного стола. После введения пациента в наркоз задавали ось вращения для роботического модуля (наружное отверстие уретры у женщин, а у мужчин — точка перехода верхних волокон подвесной связки на корень полового члена). Уретероскоп вводили через уретру в мочевой пузырь и фиксировали в роботическом модуле.

Оперирующий хирург управлял роботическим модулем с использованием специального джойстика позволяющего выполнять уретероскопом весь спектр необходимых движений и манипуляций (рис. 2).

Дальнейший доступ к камню осуществляли по общепринятым принципам. Врач проводил операцию в удобном функциональном положении. С использованием прецизионных движений роботического модуля производили дробление камня лазерной энергией.

После окончания дробления уретерореноскоп извлекали из мочевыводящих путей в обратном порядке. По показаниям в 11 случаях проводили стентирование мочеточника.

Оценка длительности вмешательства. В процессе исследований проводили измерения длительности чистого времени дробления конкремента гольмиевым лазером (Laser Operating Time) и времени литотрипсии (Lithotripsy Time). Длительность чистого времени дробления «Т чистое» вычисляли путём умножения длительности периода следования лазерных импульсов на количество импульсов, затраченных на полную фрагментацию камня:

Т чистое = Количество импульсов × Частота импульсов

Длительность литотрипсии представляет собой общее время «Т общ.» от момента введения в уретру уретерореноскопа до завершения установки стента. Общее время литотрипсии включает чистое время дробления и дополнительное время «Т доп.», затрачиваемое на ревизию мочеточника, перемещение зонда после ретропульсии камня или дыхательной экскурсии, извлечение осколков, промывания области дробления и другие.

Т общ. = Т чистое + Т доп.

Оценка интра- и постоперационная осложнений. Учитывали наличие интраоперационных и послеоперационных осложнений, таких как травмы мочеточника, риски развития синдрома системного воспалительного ответа, наличие «каменной дорожки», кровотечение. Послеоперационные осложнения классифицировали по шкале Clavien-Dindo. Наличие резидуальных камней оценивали через 1 месяц по данным МСКТ органов брюшной полости и малого таза.

Оценка симптомов усталости хирурга. Исследование симптомов усталости хирурга при традиционном способе проведения литотрипсии и при роботизации этого процесса производили методом экспертных оценок. Каждый из симптомов (боль и / или онемение в шее, плечах, спине, руках, ногах, усталость глаз) оценивали по пятибалльной шкале. При этом было опрошено 6 врачей-урологов, регулярно выполняющих контактную гольмиевую литотрипсию.

Этическое заявление. Исследование одобрено Локальным независимым этическим комитетом ФГАОУ ВО «КФУ им В.И. Вернадского» (Протокол № 2 от 17.02.2022 года) и выполнено в соответствии положениями Хельсинкской декларации (пересмотренной в Форталезе (Бразилия), октябрь 2013 года). Все пациенты давали информированное согласие на участие в исследовании.

Статистический анализ. Статистическая обработка полученных данных выполнена с использованием пакета компьютерных прикладных статистических программ «Microsoft Office Excel» («Microsoft Corp.», Redmond, WA, USA) и «Statistica 12.0» (“StatSoft Inc.”, Tulsa, OK, USA). Для переменных, представляющих анализируемую выборку, проводили тест на нормальность распределения (тест Колмогорова-Смирнова). В зависимости от результатов теста в случае нормального распределения для описания признака применяли среднюю арифметическую величину и стандартное отклонение (М ± SD). В случае отличного от нормального распределения использовали медиану (Ме) в совокупности с нижним и верхним квартилями [Q1 – Q3]. При сравнении различий между группами использовали параметрический парный Student T test и непараметрический критерий Mann-Whitney U test. Принятый уровень достоверности различий р < 0,05.

Результаты

Группы были статистически сопоставимы по оцениваемым перед операцией медицинским показателям и половозрастному составу (табл. 1).

Среднее значение времени, затрачиваемого на установку модуля составило 42,3 с (диапазон: 32 – 57 с).

В таблице 2 приведены абсолютные и удельные затраты времени на собственно дробление камня (Т чистое), а также на длительность общего времени выполнения литотрипсии (Т общее). Как следует из таблицы, при практически равных условиях общая длительность выполнения операции уменьшилась. Однако статистическая проверка гипотез показала, что это значение обусловлено статистической погрешностью.

Серьёзных интраоперационных осложнений, таких как повреждение, разрыв мочеточника, кровотечение, не было. В таблице 3 собраны послеоперационные данные двух групп.

Удобство работы врача по данным шкалы эргономики представлены ниже (табл. 4).

Установлено, что оценки роботизированной трансуретральной контактной уретеролитотрипсии являются статистически значимыми (p < 0,01).

Обсуждение

В литературе имеются данные по использованию роботических технологий при уретерореноскопии, например «Avicenna Roboflex», «EasyUretero», «Робот ILY». Данные роботизированные системы преимущественно решают эргономические проблемы данной операции, улучшая показатели длительности операции, точности движений инструмента и усталости хирурга. Однако все они предназначены для гибкой уретрерореноскопии и в основном применяются и испытываются в ретроградной интраренальной хирургии [9].

В свою очередь описанная в данной статье методика предполагает использование полуригидного уретерореноскопа и применима при локализации камней в мочеточнике.

Описанная в работе методика требует доработки ввиду наличия определённых недостатков:

1. При выполнении операции пациентам с избыточной массой тела отмечается ограничение в движениях робота. Кроме того, установка робота у таких пациентов происходит на пределе технических возможностей аппарата.
2. У представленной модели робота в функционале отсутствуют режимы резких и коротких движений. В большинстве случаев это является их преимуществом, так как снижается риск повреждения мочеточника при выполнении операции, однако в ряде случаев это не позволяет сделать необходимый быстрый манёвр.
3. Несмотря на то, что робот блокируется при появлении высокого напряжения и сопротивления в тканях, что является дополнительным элементом защиты, отсутствие тактильной информации является важным элементом для некоторых хирургов. Решение данного вопроса можно осуществить или наработкой навыка, или созданием обратной связи датчика давления, например с курком джойстика.

Заключение

Проведённое исследование показало, что при лазерной уретеролитотрипсии с использованием роботического ассистента длительность общего времени операции и осложнения сопоставимы, а эргономические факторы значительно превышают показатели стандартной. Благодаря введению роботического ассистирования появляется возможность увеличения количества производимых оперативных вмешательств, а также перспектива проведения их дистанционно.

У предложенной методики есть направления для дальнейшего развития, в частности, необходимо улучшить систему креплений, усовершенствовать блок управления, включая джойстик с передачей тактильной чувствительности.