واژه‌هاي كليدي: جراحي رباتيک، ربات دستيار جراح، نگهدارنده دوربين، جراحي لاپاروسکوپي

زمينه و هدف

تاريخچه نگاه کردن به درون حفرة شکم (لاپاروسکوپي Laparoscopy) به بيش از يک قرن پيش باز مي‌گردد. اولين لاپاروسکوپي که با پر کردن حفرة شکم از هوا در سگ انجام شد، در سال 1901 ميلادي گزارش شد.¹ طي دهه‌هاي بعد استفاده از CO₂ به جاي هوا² ابداع شد و سپس لاپاروسکوپ با عدسي زاويه‌دار که ديد با زاويه مايل را فراهم مي‌ساخت، عرضه شد.³ در سال 1934 اولين گزارش استفاده از يک ابزار در حين لاپاروسکوپي، براي بيوپسي، منتشر شد.⁴ به تدريج با ساخته شدن وسايل لازم براي جراحي لاپاروسکوپي مانند پمپ گاز CO₂، وسايل کنترل فشار،⁵ انواع ابزار لاپاروسکوپي، قيچي و کوتر مخصوص لاپاروسکوپي زمينه براي انجام اعمال جراحي به روش لاپاروسکوپي فراهم شد و منجر به اولين جراحي کامل لاپاروسکوپي که برداشتن آپاندیس بود، گرديد.⁶ به دنبال گزارش اولين برداشتن کیسة صفرا لاپاروسکوپيک که در ماه مارس سال 1987 صورت گرفت،⁷ جراحي وارد عصر جديدي شد. با فاصلة زماني کوتاهي گزارش انجام برداشتن کیسه صفرا لاپاروسکوپيک از ساير مراکز علمي دنيا منتشر شد.^8و9 البته بعدها ثابت شد که اولين برداشتن کیسة صفرا لاپاروسکوپيک در ماه سپتامبر سال 1985 انجام شده ولي گزارش آن، با ترديد و بدبيني، مـورد توجه قرار نگرفته و ناديده انگاشته شده است.¹⁰ جراحي لاپاروسکـوپي در ايران نيز تقريباً همزمان با فراگير شدن آن در کشورهاي توسعه يافته و حتي پيشتر از برخي از اين کشـورها، با سرعـت زيادي توسعه يافت. اوليـن بار برداشتن کیسة صفرا لاپاروسکوپيک در يکي از بيمارستان‌هاي خصوصي پايتخت و به فاصله کوتاهي در يکي از مراکز آموزشي دانشگاه علوم پزشکي تهران (اتاق عمل 1، بيمارستان امام خميني، مجتمع بيمارستاني امام خميني، تهران) انجام پذيرفت.

در جريان عمل جراحي لاپاروسکوپيک دوربين لاپاروسکوپي که نقش چشم جراح را ايفا مي‌کند، براي فراهم نمودن بهترين تشابه ديد، از ناحية بين دو دست جراح و جلوي وي وارد حفره شکم مي‌شود. در عين حال از آنجا که جراح با دو دست خود ابزار عمل را هدايت مي‌کند، امکان نگاه داشتن دوربين را ندارد و وظيفه نگاه داشتن دوربين بر عهده کمک جراح قرار مي‌گيرد. اين امر در واقع مثل اين است که اختيار چشمان جراح در دستان فرد ديگري باشد. معمولاً فردي که دوربين را نگاه مي‌دارد نيز جراح است تا بتواند بيشترين کمک را در فراهم آوردن تصوير بهينه براي جراح اصلي به عمل آورد. با اين حال به دلايل مختلفي اين منظور برآورده نمي‌گردد. چند دليل ساده عبارتند از: خسته شدن به دليل عدم انجام کار فعال، خسته شدن به دليل طولاني شدن عمل، خسته شدن به دليل حالت نامناسب بدن (مثل کشيده بودن دست يا خميده بودن قامت و نظير آن با توجه به موقعيت بيمار و شرايط جراح)، فقدان جذابيت فرآيند جراحي (هنگامي که فرد نگاه دارنده دوربين جراح نيست) و توجه به يافته‌هاي ديگر که منجر به جابجايي ناخودآگاه دوربين از موضع عمل مي‌شود (هنگامي که فرد نگاه دارنده دوربين جراح است).

با توجه به محدوديت‌هاي انساني در نگاه‌داري دوربين لاپاروسکوپي موضوع جايگزين نمودن فرد نگاه دارنده دوربين با يک ابزار مکانيکي ماهر در سال‌هاي اخير مورد توجه قرار گرفته ‌است. گزارش استفاده از ربات، به شکل يک بازوي رباتيک کمک جراح به بيش از يک دهه پيش باز مي‌گردد. در سال 1995 تيلور و همكارانش¹¹ سيستم كاملي شامل يك بازوي مكانيكي ماهر براي نگه داشتن لاپاروسکوپ يا ديگر ابزار جراحي را پيشنهاد کردند. در همان گروه فاندا¹² مكانيزم جديدي را تحت عنوان هيسار ابداع كرد. اين مكانيزم ضمن اتصال به سقف با داشتن هفت درجه آزادي شامل دو مفصل غير فعال براي انطباق راستاي لنز با موقعيت شكم بيمار، عمل نگهداري و حركت لنز لاپاروسكوپي را انجام مي‌داد. گرين و همكارانش¹³ در موسسة SRI مفهوم متفاوتي تحت عنوان جراحي از راه دور (TeleSurgery) را توسعه دادند كه در ادامه توسط شركت Intuitive Surgical تحت عنوان ربات داوينچي¹⁴ به صورت تجاري وارد عرصه جراحي شد. يكي از بازوهاي اين ربات قادر به نگهداري و حركت يك لنز لاپاروسكوپي با دو مجراي نوري به منظور ايجاد تصاوير سه بعدي مي‌باشد. ربات‌هاي صنعتي نيز به منظور نگهداري و هدايت لاپاروسکوپ مورد ارزيابي قرار گرفته‌اند و در مواردي افزايش طول عمل را به همراه داشته‌اند.^15و16 كاسالز و همـكارانش^17و18 نيز با اضافه كـردن يك مفصل همـه کاره به يك بازوي خـودکار، رباتي را ساختند كه قادر بود از طريق پردازش تصـوير ابزارهاي مشخص شده با نوارهاي رنگي متفاوت را رهگيري نمايد. ربات ايساپ (AESOP)¹⁹ ساخت شركت Computer Motion از جمله معروفترين ربات‌هايي بود كه از سال 1993 تا 2003 توليد مي‌شد و قابليت حركت لنز با صداي جراح را دارا بود. اندواسيست (Endoassist) سيستم تجاري ديگري است كه توسط شركت Armstrong وارد بازار شده و بارها مـورد آزمـون باليني قـرار گرفته است.²⁰ به دليل تجاري بودن اين سيستـم‌ها اطلاعات زيادي در مورد جزييات فنـي آنها منتشر نشده است. در سال 2000 مونز و همكارانش²¹ سيستمي مشابه كاسالز را در يك مجموعه كنترل از راه دور مـورد استفاده قـرار دادند. ربات ساخته شده توسط اين گروه نيز مـوفق شده آزمـون‌هاي باليني روي انسان را با موفقيت پشت سر گذارد.²² برکلمن نيز در سال 2002 ربات کوچکي را ساخت که با نصب بر روي شكم بيمار از قابليت حرکت در امتـداد محـور لنز و دو دوران يکي حول محور عمود بر سطح شكـم و ديگـري حول محور قرار گرفته در سطح شكم برخوردار بود.²³

با توجه به گسترش روزافزون تعداد و تنوع اعمال جراحي لاپاروسکوپي در کشور، بکارگيري تکنولوژي‌هاي نوين مهندسي به منظور تسهيل و افزايش کارآمدي اين عمل‌ها اهميت ويژه‌اي يافته است. در اين ميان مراکز دانشگاهي علوم پزشکي و مهندسي کشور مهمترين عوامل تحقيق و توسعه روش‌ها و ابزارهاي پيشرفته پزشکي با توجه به ملاحظات بومي محسوب مي‌شوند و مي‌توانند با ارايه دستاوردهاي متناسب با شرايط تکنولوژيک و اقتصادي کشور (و ساير کشورهاي در حال توسعه) امکان بهره‌گيري مفيد و مؤثر از فناوري‌هاي پيشرفته را فراهم نمايند. آزمايشگاه جراحي رباتيک مرکز تحقيقات علوم و تکنولوژي وابسته به دانشگاه علوم پزشکي تهران يکي از گروه‌هاي پژوهشي فعال کشور در اين زمينه است که با مشارکت گروه‌هاي جراحي دانشگاه علوم پزشکي تهران و دانشکده مهندسي مکانيک دانشگاه صنعتي شريف در سال 1383 تأسيس شده است. پروژه "طراحي، ساخت و تست باليني ربات نگهدارنده دوربين در جراحي لاپاروسکوپي" با همکاري و مشارکت جراحان لاپاروسکوپيک گروه جراحي دانشگاه علوم پزشکي تهران در سال 1384 در اين آزمايشگاه آغاز گرديد و هدف از آن ارايه يک سامانه رباتيکي با کارآيي مناسب، ايمني و قابليت اعتماد بالا، کاربري آسان و هزينه‌هاي ساخت و نگهداري پايين براي جايگزيني نيروي انساني دستيار جراح در جراحي لاپاروسکوپي بوده است.