Az orvosi robotok fejlődése a 90-es évek eleje óta töretlen, az orvoslásban betöltött jelentőségük napról napra nő. Haidegger Tamást, a BME Irányítástechnikai és Informatikai tanszékének munkatársát kérdeztem az orvoslás és a robotika kapcsolatáról.

Mondj néhány szót magadról! Miért kezdtél bele az orvosi robotika témájába?

Tavaly végeztem a villamosmérnöki szakon, diplomamunkám keretében redundáns robotkarok irányítási kérdéseivel foglalkoztam. Ezek a manipulátorok attól különlegesek, hogy hatnál több csuklójuk van, így bonyolultabb, nagyobb ügyességet kívánó feladatokat is végre tudnak hajtani. Először az űrkutatásnál használt robotkarokkal foglalkoztam, de két évvel ezelőtt egy cikkben találtam utalást rá, hogy az űrtechnológiára alapozva agysebészeti robotok fejlesztését kezdték meg Kanadában. Egyből felkeltette az érdeklődésemet a téma, mivel már korábban is foglalkoztatott a mechanikai eszközök, robotok alkalmazhatósága egészségügyi környezetben. Hamarosan kiderült, hogy nagy amerikai kutatóintézetek már évtizedek óta foglakoznak a kérdéskörrel, és 2000 óta piaci termékként is létezik komplett teleoperációs (sebész által távolról irányított) robotrendszer. Egyértelmű, hogy a robotokkal támogatott egészségügyi beavatkozások előtt fényes jövő áll, és nem véletlenül foglalkoznak a kutatók a kérdéssel. (A képen az interjúalany)

Miért van szükség egyáltalán orvosi robotikára?

Vitathatatlan, hogy komoly orvostechnikai előny származik a sebészrobotok alkalmazásából. A mechatronikai rendszerek olyan lehetőségeket nyitnak a pontosabb beavatkozás, kisebb helyigény révén, amelyek eddig nem álltak fenn. Nem lehet mindent elvégezni nyílt műtét során, ahol az egészségügyi kockázat is lényegesen nagyobb. Emellett a szervezetet érő kisebb stressz révén hamarabb felgyógyulnak a betegek, és rövidebb idő után válnak újra munkaképessé. Hamarosan meg fognak jelenni olyan kis méretű robotok, amelyek képesek például a szíven belül operálni úgy, hogy nem kell a tájékot felnyitni, hanem az aortán keresztül juttatják be az eszközt. Agysebészetnél különösen nagy jelentősége van, hogy mélyebb agyi struktúrák feltárásához mekkora területet kell feltárni, átvágni. A másik vitathatalan előnye a technológiának az igazi távsebészet megvalósítása. Szakorvoshiány vagy közvetlen veszélyeztetettség esetén a robotok még mindig alkalmazhatók, akár több éves űrmisszók vagy katonai bevetések során is. Hosszú távon a robotok költsége a fejlett országokban összemérhető lesz a sebészek munkadíjával, így az automatizált feladatvégzés komoly pénzügyi megtakarítást is jelenthet.

Milyen területeken használnak ma orvosi robotokat? Mik az eddigi eredmények?

Az USA-ban a Food and Drug Administration elsőként prosztataműtéteknél engedélyezte a da Vinci robot használatát 2001-ben, mivel a prosztata mentén futó idegszövetek gyakran megsérülnek a beavatkozásnál - vizelettartási problémákat vagy akár impotenciát eredményezve -, így a pontosabb sebészetet lehetővé tevő robot használata jelentős kockázatcsökkenéssel jár. Azóta hat további beavatkozás kapott zöld utat, és összesen már több tízezer műtétet hajtottak végre. Jelenleg több tucat operációtípus vár a szakhatóságok engedélyére.

Mennyire használ ma a magyar orvoslás orvosi robotokat? Mi az általános helyzet hazánkban az orvosi robotika terén?

Egy-két intézményben találhatunk ugyan számítógéppel összekapcsolt pozícionáló rendszereket, amelyeket például csípőprotézisek beültetéséhez használnak, de komplett teleoperációs eszköz egy intézményben sincs. Legközelebb Bécsben van da Vinci robot, de Nyugat-Európában összességében több tucatot találhatunk.

A kezdeti sikerek ellenére egy helyben toporog a Reha-rob projekt, amelynek keretében a Műegyetemen más intézményekkel együttműködve ipari robotokat alakítottak át úgy, hogy alkalmassá váljanak felső végtagok fizioterápiás rehabilitációjára. Sajnos az első két mintadarab elkészülte után - anyagi források hiányában - nem folytatódott a kutatási projekt.

Itthon problémát jelent az is, hogy a társadalom és az orvosi közösség sem ismeri még eléggé ezeket az új technológiákat, nem született még meg az általános igény alkalmazásukra. Így persze anyagi forrásokat sem könnyű találni.

Mivel bárminemű eszköz beszerzése és üzemeltetése hatalmas költségekkel jár, így nem várható, hogy az egészségügy jelenlegi helyzete mellett egy-két éven belül teleoperációs robotrendszereket telepítenének bárhol. Nálunk még mindig olcsó a munkaerő, és jól képzett sebészeink vannak, ezért a döntéshozók nehezen szánják rá magukat a nagy költségekkel járó beruházásokra. A probléma az, hogy közben egyre jobban maradunk le a nyugati országoktól. Csak az Egyesült Államokban már 1000 fölött van a szolgálatban álló robotrendszerek száma. Abban bízom, hogy nemzetközi együttműködések, orvosok, mérnökök és kutatók összefogásával mégis csak lehetőség nyílik rá, hogy itthon is felépítsenek robotizált laborokat.

Kutatóként magam is szeretnék a még meg nem oldott feladatokkal foglalkozni, hiszen rengeteg műszaki problémája van még a területnek, mint például a megfelelő 3D látórendszer, az automatizált irányítás, a pontos anatómiai alapokon történő tájékozódás, mozgáskompenzálás és még sorolhatnánk. Fontos lenne mérnöki megoldást találni például a test természetes mozgásainak (légzés, szívverés) kompenzálására.

Mennyi idő és gyakorlás kell egy orvosnak, hogy irányíthasson egy félautomata laparoszkópiában használt robotot? Hasonlít ez a videójátékokban megszerzett gyakorlatra?

A sebészetben a gyakorlaton múlik a legtöbb. Nagyon sok időbe telik, mire a fiatal medikusok megszerzik a kellő kézügyességet és rutint. Az eddigi kutatások azt mutatták, hogy a robotizált eszközöket ugyanúgy külön meg kell tanulniuk használni a sebészeknek, mint a klasszikus esetben. Érdekes tapasztalat, hogy a fiatalabbak sokkal gyorsabban ráállnak az újfajta irányítási eszközök használatára, hiába van másoknak nagyobb tapasztalata. A világ számos sebészeti központjában tartanak félévente 3-4 napos tréningeket, ahol okítják az orvosokat a robotrendszerek minél hatékonyabb használatára. Természetesen számos sebészeti szimulátor is létezik, amiken virtuális valóság környezetben kockázat nélkül gyakorolhatnak. Ezekből több különböző típus létezik, egyesek valóban hasonlítanak egy videojátékhoz, de a legtöbb estben azért jóval kiforrottabb rendszerekről van szó: erővisszacsatolással, 3D látórendszerrel szerelik fel őket. A valódi beavatkozások során rögzített képanyagok és mozgás sorozatok visszajátszhatók, így közvetlen az eszközön is lehetőség van tréningre.

Mit vársz az elkövetkező 10-20 évtől a robotika terén?

Ma már bizonyosnak látszik, hogy a robotika be fog törni a mindennapjainkba. Kísérleti stádiumban léteznek már olyan szervizrobotok, amik képesek szinte minden feladatot elvégezni a ház körül, és nagy segítségére lehetnek az idős vagy magatehetetlen embereknek. Az orvosi alkalmazások száma is jelentősen nőni fog, hiszen számos esetben lenne szükség arra a pontosságra és hatékonyságra, amire csak a számítógép vezérelt robotok képesek. Sebészeti beavatkozások terén számos olyan folyamat van, amit automatizálni lehetne, a vérzéscsillapítástól a varratok elkészítéséig. Az egész gyógyászatot alapjaiban változtathatják meg a nanorobotok, amelyek kis méretüknél fogva képesek az erekben közlekedni, és megadott helyen gyógyszeres kezelést vagy fizikai beavatkozást végezni. Bizonyos, hogy a következő években drasztikusan fog csökkenni ezeknek az eszközöknek az ára, így egyre szélesebb körben terjedhetnek majd el, miközben újabb és újabb praktikus alkalmazási lehetőségeket találnak majd. A technikával párhuzamosan azonban a társadalmi gondolkodásnak, szabályozásnak, jogalkotásnak is követnie kell a fejlődést. Az embereken végzett közvetlen beavatkozások automatizálása számos etikai és jogi problémát vet fel. Mindazonáltal az orvosi robotok olyan műszaki eredményt jelentenek, amelyek közvetlenül az emberiség szolgálatába állíthatók.

Szómagyarázat:

1991-ben jelent meg a Zeus orvosi robotrendszer, melynek segítéségével realitássá vált a minimális beavatkozással járó sebészet. Ez azt jelenti, hogy a bőrfelszín teljes megnyitása nélkül, mindössze három ponton történő behatolással tudnak műteni az orvosok, miközben endoszkópon keresztül figyelik az eseményeket. A Zeus-t 3D látórendszerrel és precíziós irányítással látták el, így a robot pontosan követni tudta a műtőorvos minden mozdulatát. 2001-ben abbahagyták gyártását, helyette új, modernebb rendszerek fejlesztésébe fogtak.

1992-ben mutatták be a da Vinci névre keresztelt robotrendszert, melynél a kamera nagyítását és szögét az orvos egyszerű parancsszavakkal tudja változtatni. A da Vinci egy plusz csuklóval is rendelkezik, amely hatékonyan tudja imitálni az emberi kézfej mozgását, és akár képes ellensúlyozni a fáradtságból eredő nem akaratlagos mozgásokat is. Ez volt az első olyan orvosi robot, amely megkapta az amerikai FDA (Food and Drug Administration) minősítését is, így az egész világon számos helyen alkalmazásba állhatott.