Модульная программа обучения роботической хирургии
Резюме Роботическая хирургия имеет доказанные преимущества перед традиционной техникой эндоскопических вмешательств и в настоящее время с успехом применяется в абдоминальной хирургии, колопроктологии, урологии, гинекологии, кардиохирургии, торакальной и детской хирургии. Автор предлагает программу подготовки врачей-специалистов по основным направлениям роботохирургии, состоящую из 10 модулей, подробно описывая особенности каждого этапа обучения. Автор считает, что описанная программа обучения позволит подготовить высококвалифицированных врачей, обладающих необходимым для работы набором компетенций.
Ключевые слова:обучение, эндоскопическая хирургия, роботическая хирургия
Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. - 2015. - No 1. - С. 66-69.
Роботизированное выполнение оперативных вмешательств - достаточно новая, но весьма перспективная тенденция в различных областях хирургии. В России роботизированные системы успешно функционируют не только в крупных федеральных медицинских центрах, но и в продвинутых частных клиниках и даже в крупных городских больницах. Роботохирургия, вполне естественно, становится объективной реальностью современной медицины. Внедрение и использование роботизированных систем способствуют эволюционному развитию малотравматичного направления современной хирургии.
Преимущества эндоскопических операций по сравнению с традиционными хирургическими вмешательствами хорошо известны: снижение болевого синдрома, уменьшение травматичности вмешательства, повышение качества выполнения операции, сокращение сроков реабилитации и улучшение косметического эффекта. Однако при широком внедрении малотравматичных методов в хирургии обозначились определенные и достаточно серьезные технические проблемы и ограничения, связанные прежде всего с конструктивным несовершенством эндоскопического оборудования и инструментария. К сожалению, современные эндоскопические инструменты не дают необходимого эффекта обратной тактильной связи с хирургом, что не всегда позволяет точно регулировать силу воздействия на ткани. Применение двумерного изображения в некоторых ситуациях приводит к возникновению технических трудностей, которые связаны с необходимостью выполнения достаточно тонких и прецизионных действий и манипуляций. Свобода действий практически всех эндоскопических инструментов ограничена в четырех плоскостях, что снижает качество выполнения хирургических вмешательств. Кроме того, естественный тремор руки хирурга передается на рабочую часть манипуляторов, что порождает трудности при выполнении прецизионной мобилизации и наложении швов при ручном анастомозировании.
Использование робототехники позволяет решить вышеобозначенные проблемы, нивелировать многие недостатки эндоскопической техники, преодолеть имеющиеся ограничения, тем самым значительно увеличив потенциал и повы- сив результативность малотравматичной хирургии. Хирургические роботы оснащены трехмерной системой четкой визуализации и цветопередачи с эффектом реальной глубины получаемого изображения. При этом в ходе выполнения вмешательства может использоваться дополнительная информация о структуре окружающих тканей, полученная ранее при компьютерной или магнитно-резонансной томографии. Высокая точность хирургических действий обеспечивается за счет ликвидации эффекта естественного тремора человеческих рук, использования оригинальных инструментов с увеличенной свободой движения рабочей части в 7 плоскостях и возможностью системы трансформировать значительные по амплитуде движения на джойстиках управления центральной консоли в точные манипуляции в полостях тела больного. Вследствие этого рабочие части адаптированных инструментов приобретают возможности человеческих рук, а по некоторым параметрам даже превосходят их. При этом хирург получает возможность оперировать не двумя, а тремя и большим числом рук-манипуляторов. Система управления обеспечивает полное повторение браншами инструментов движений кистей и пальцев оперирующего хирурга. При проведении хирургического вмешательства руки врача располагаются на подлокотниках в эргономичном положении, а пальцы и кисти фиксируют соответствующие удобные органы управления в виде колец.
В настоящее время робототехника с успехом применяется в абдоминальной хирургии, колопроктологии, урологии, гинекологии, кардиохирургии, торакальной и детской хирургии. При этом необходимо подчеркнуть, что для ее эффективного освоения врачи-специалисты должны прежде всего в совершенстве овладеть мануальными навыками традиционной эндоскопической хирургии. Исходя из этого программа подготовки врачей-специалистов по основным направлениям роботохирургии должна основываться на предложенной ранее системе обучения эндоскопических хирургов [1, 2] и включать следующие модули.
В рамках первого модуля курсанты получают необходимые теоретические знания, в том числе по топографической анатомии и оперативной хирургии, с использованием электронных учебников, интерактивных электронных пособий и анатомических моделей, в том числе и с 3D-визуализацией (Control Lab). Обучение завершается тестированием, что позволяет повысить мотивацию обучения и осознанно подойти к отработке практических навыков.
Во время второго модуля при работе на виртуальных симуляторах обучающиеся овладевают базовыми навыками эндоскопической хирургии (Virtu Lab base). Последние включают умение управлять эндоскопом с торцевой и скошенной оптикой и другими инструментами с освоением навыков фиксации и перемещения объектов, диссекции, клипирования и пересечения трубчатых структур, а также координации работы двумя руками. При этом курсантам разъясняют все детали упражнений, ставят четкую учебную цель, указывают моменты, на которые необходимо обратить особое внимание, разбирают возможные ошибки и варианты их исправления. Качество выполнения упражнений оценивает заложенная в виртуальный симулятор программа.
В рамках третьего модуля обучающиеся отрабатывают базовые навыки в эндоскопических боксах, что позволяет развить тактильное восприятие объекта при работе с реальными хирургическими инструментами (Dry Lab). Применяется серия специальных заданий, идеологически связанных с базовыми навыками виртуальных симуляторов, правильность выполнения которых оценивается визуально и хронометрически.
Во время прохождения четвертого модуля курсанты выполняют разнообразные операции в виде процедурных задач различной сложности на виртуальных симуляторах (Virtu Lab surg). Это позволяет освоить технику наиболее востребованных эндоскопических оперативных вмешательств различной сложности практически всем специалистам. Общие хирурги могут отработать выполнение холецист- и аппендэктомии, урологи - нефрэктомии, онкологи и проктологи - резекции сигмовидной кишки, гинекологи - вмешательств на матке и ее придатках и т.д. При этом целесообразно использовать тренажеры с обратной тактильной связью, которые обеспечивают большую реалистичность, что делает обучение более комфортным с первых его этапов и приводит к быстрой стабилизации качественных показателей. По итогам прохождения модуля также выводится общая итоговая оценка.
Следует отметить, что в рамках этого модуля необходимо освоить технику интракорпорального наложения швов, овладение которой позволит значительно расширить спектр предполагаемых для выполнения эндоскопических вмешательств. Наложение шва и завязывание узла - сложные хирургические манипуляции, требующие точной ориентации и контроля инструментов, иглы, нити и ткани. Изучение техники наложения интракорпорального шва целесообразно проводить как при занятиях на виртуальных симуляторах, желательно с обратной тактильной связью, так и при работе в эндоскопических боксах. При этом прежде всего целесообразно освоить выполнение хирургического и самозатягивающегося узлов.
На пятом модуле курсанты переходят к работе на настоящей эндоскопической стойке. При этом целесообразны применение эндоскопических боксов и работа с использованием реальных эндоскопических инструментов. В качестве объекта манипуляций используются изолированные нативные ткани и органы: печень, почки, желудок, петли кишечника и другие (Nat Lab), а также туши животных целиком (Dead Lab). В этих условиях возможна и необходима отработка различных мануальных навыков, в том числе техники введения иглы Вереша и троакаров, а также этапов эндоскопических операций с применением электрокоагуляции, сшивающих аппаратов и лигирующих устройств с использованием всевозможных вариантов ушивания и узловязания.
Успешное прохождение предлагаемой программы обучения технике выполнения эндоскопических операций дает возможность курсантам в рамках шестого модуля перейти к работе в виварии и экспериментальной операционной (Vit Lab). Целесообразно самостоятельное выполнение нескольких эндоскопических операций на свиньях, органы брюшной полости которых наиболее близки по размеру и строению к таковым у человека. Занятия в виварии позволят адаптировать технику полученных навыков к реальным условиям работы в операционной и преодолеть определенный психологический барьер, связанный с началом выполнения эндоскопических вмешательств на живом организме. При этом необходимо представить курсантам различные упражнения и манипуляции на свинье, имитирующие определенные этапы эндоскопических вмешательств у человека, например выделение, клипирование и пересечение тубулярных образований, лимфодиссекцию и др. Кроме того, имеет смысл изучить применение на свиньях различных видов высокоэнергетических устройств, сшивающих аппаратов, механических окклюзивных устройств и других хирургических инструментов и аппаратов.
Самым важным этапом в системе обучения хирургов технике выполнения эндоскопических операций является седьмой, клинический, модуль. В рамках этого модуля для окончательного совершенствования практических навыков в реальных условиях работы в операционной и оценки результатов проведенного ранее обучения курсанты направляются в профильные хирургические отделения, в которых выполняются различные эндоскопические вмешательства в необходимом объеме на хорошем учебно-методическом уровне с использованием современного оборудования и инструментария. При этом целесообразна работа в операционной под контролем опытного преподавателя сначала путем наблюдения за его действиями с необходимыми комментариями, а затем посредством оказания ему непосредственной помощи на операциях. Нужно подчеркнуть, что для полноценного осуществления концепции обучения эндоскопическим вмешательствам и адекватной реализации программы седьмого модуля целесообразно наличие хирургических отделений для проведения клинического тренинга и мастер-классов, в которых преподаватели, обладая необходимым административным ресурсом, имеют возможность выполнять различные эндоскопические операции с привлечением курсантов. При этом существует определенная корреляция между результатами прохождения курсантом модулей и субъективной оценкой преподавателя по итогам работы в условиях реальной операционной.
Только после такой достаточно серьезной подготовки по эндоскопической хирургии целесообразно переходить к освоению роботохирургии, для чего предлагается еще 3 дополнительных обучающих модуля. Необходимо подчеркнуть, что роботохирургия, как и ее предшественница - традиционная эндоскопическая хирургия, являются не отдельными хирургическими специальностями, а только способами высокотехнологичных оперативных вмешательств в пределах определенной отрасли медицины.
В рамках восьмого модуля курсантам необходимо изучить техническое устройство роботических систем и организационные особенности выполнения хирургических вмешательств с их применением.
В программе девятого модуля целесообразно прохождение различных обучающих программ и выполнение процедурных задач роботохирургии в пределах выбранной специальности.
Конечный десятый модуль предполагает адекватную по времени и наполнению стажировку в условиях профильного хирургического отделения, в котором выполняются операции с использованием роботических систем. При этом необходимо максимальное ролевое освоение всех специальностей участников проведения хирургического вмешательства - от операционной медицинской сестры до ассистента и потенциального оператора роботизированных систем.
Считаем, что предлагаемая модульная программа обучения врачей-специалистов по основным направлениям роботохирургии позволит подготовить высококвалифицированных врачей, обладающих необходимым для работы набором компетенций.
По всей видимости, дальнейшее развитие роботохирургии должно идти по пути имплантации в электронный мозг устройства элементов искусственного интеллекта, с помощью которых система визуализации должна не только передавать изображение в 3D-режиме на консоль хирурга, но и определенным образом анализировать расположение объектов, их структуру, оценивать правильность действий хирурга, выявлять определенные отклонения от стандартного хода выполнения вмешательства и предотвращать развитие возможных интраоперационных осложнений.
Литература
1. Дземешкевич С.Л., Скипенко О.Г., Свистунов А.А., Коссович М.А., Шубина Л.Б., Грибков Д.М., Васильев М.В. Концепция обучения лапароскопической хирургии в системе послевузовского профессионального образования врачей // Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2013. No 11. С. 72-77.
2. Свистунов А.А., Дземешкевич С.Л., Коссович М.А., Скипенко О.Г., Шубина Л.Б., Грибков Д.М., Васильев М.В. Модульное обучение врачей хирургического профиля технике выполнения лапароскопических операций // Медицинское образование и вузовская наука. 2012. No 2. С. 10-15.