Roboty chirurgiczne używane są w medycynie już od ponad 50 lat. Początkowo ich użycie ograniczało się do zmniejszania marginesu błędu lekarzy oraz ich wspomagania. Wielu propagatorów technologii uważało jednak że w przyszłości ich możliwości rozwiną się do stopnia nieosiągalnego przez ludzi. Rozwój robotyki w medycynie obiecywał zmniejszenie śmiertelności zabiegów oraz przedłużenie życia pacjentów.
Patrząc jednak na aktualny stan medycyny i zmiany które w niej zaszły, czy możemy naprawdę powiedzieć że zaszła dzięki nim rewolucja?

Znaczenie robotyki chirurgicznej

Chirurgia jest jedną z, jeśli nie najbardziej wymagających precyzji specjalizacji w medycynie. Ruchy wielkości milimetrów są w stanie decydować o śmierci lub pełnym wyzdrowieniu pacjenta. W tak krytycznych warunkach, lekarze sięgają po każde przedstawione im narzędzia które zwiększają szansę na sukces, niezależnie od ich ceny lub skomplikowania. W czasach szybkiego rozwoju robotyki czy sztucznej inteligencji naturalnym wydaje się  skorzystanie z tych osiągnięć techniki w celu zwiększenia szansy na pomyślnie przeprowadzoną operację chirurgiczną.

Czym zajmują się roboty chirurgiczne?

Roboty chirurgiczne powstały w celu ułatwienia chirurgom przeprowadzania operacji. Są projektowane z myślą o zapewnieniu bardzo dużej precyzji przy wykonywanych działaniach.

Jedną z grup takich robotów są te wykonujące minimalnie inwazyjne operacje tułowia. Zostają one wprowadzone do organizmu człowieka poprzez niewielkie nacięcia, a następnie znajdują miejsce docelowe działania i się tam ustawiają. Chirurdzy uzyskają dzięki temu możliwość zdalnego sterowania robotem o dużej precyzji, co szczególnie przydaje się przy niewielkim obszarze działań. Praca jest łatwiejsza, a także powoduje mniejszą liczbę infekcji i powikłań.

Drugą grupę stanowią roboty wykonujące operacje ortopedyczne. Zajmują one znacznie więcej przestrzeni i posiadają spore ramiona. Ponadto zapewniają obrazowanie 3D i złożona analitykę danych. Dzięki temu wyniki operacji są bardziej przewidywalne.

Czy roboty chirurgiczne są lepsze od chirurgów?

Tylko czy roboty chirurgiczne są już na tyle zaawansowane, że mogą z powodzeniem zastąpić lekarzy w operacjach? Przeprowadzane w tym obszarze badania nakazują, przynajmniej na chwilę obecną, pohamować przesadny optymizm. Przykładowo Instytut Oceny Technologii Medycznych im. Ludwiga Boltzmanna w Wiedniu (LBI-HTA)  przygotował raport oceniający przydatność robotów chirurgicznych w zabiegach prowadzonych w obrębie klatki piersiowej i jamy brzusznej. Tylko w przypadku nielicznych uwzględnionych procedur zaobserwowane zostały pewne korzyści, jak zmniejszenie częstości powikłań pooperacyjnych czy ogólna poprawa jakości życia po operacji. Wyniki te obarczone jednak były dużymi niepewnościami, a koszty w porównaniu do klasycznych metod, wysokie. W innym badaniu opublikowanym w czasopiśmie „New England Journal of Medicine” naukowcy porównywali grupy pacjentek z rakiem szyjki macicy. Jedna grupa leczona była metodami klasycznymi, z otwarciem brzucha, a druga mało inwazyjnymi m.in. z wykorzystaniem robotów chirurgicznych. Okazało, że to klasyczne operowanie dawało większe szanse na całkowite wyleczenie i przeżycie. Wynika nie pozwalają zatem na jednoznaczne uznanie wyższości takich robotów nad tradycyjnymi metodami leczenia, a zdarzają się i wyniki gorsze.

Problemy i wyzwania 

Przy wprowadzaniu robotów na stoły chirurgiczne trzeba się mierzyć z istotnymi wyzwaniami. Przede wszystkim sporą barierą do upowszechnienia się tego typu narzędzi są wysokie koszty. Same roboty chirurgiczne kosztują miliony dolarów. Droga jest eksploatacja sprzętu, gdzie zabieg wykonany z ich pomocą jest ok. 25% droższy, jak również wymiana części. Kolejną przeszkodą są wymagające szkolenia kadry i potrzeba przeprowadzenia wielu praktyk. Biorąc pod uwagę fakt, że póki co roboty wciąż jedynie wspomagają lekarzy w leczeniu, bardzo dużo zależy od indywidualnych umiejętności lekarzy nadzorujących maszyny. Również czas trwania samej operacji jest dłuższy w przypadku wykorzystania w niej robotów, a jak wiadomo czas często jest tu na wagę złota i może stanowić o życiu i śmierci pacjenta.

Nadzieja na lepszą przyszłość?

Czy w związku z tym technologia ta nie ma świetlanej przyszłości, przynajmniej w najbliższym czasie? Niekonieczne. Warto zwrócić uwagę na fakt, że wspomniany wyżej raport LBI-HTA ukazał się na krótko przed pandemią koronawirusa, która sparaliżowała na wiele miesięcy szpitale. Ryzyko infekcji wśród pracowników służby zdrowia zwiększyło nacisk na chęć zwiększenia wykorzystania do pracy robotów, którym przecież żadne zakażenie nie grozi. Przyczyniło się to do gwałtownego rozwoju tej części przemysłu w ciągu kilku ostatnich lat. Niektóre ośrodki w Polsce wykonują już ponad 500 takich zabiegów rocznie. W oparciu o raport „Rozwój chirurgii robotycznej w Polsce” ciągu najbliższych kilku lat łączne wydatki na zabiegi robotowe ze sporym prawdopodobieństwem będą rosły o minimum 50% rocznie.

Zagrożenia moralne

Póki co roboty chirurgiczne stanowią jedynie asystę dla lekarzy i nie podejmują decyzji samodzielnie. Jednak wraz z bardzo szybkim rozwojem sztucznej inteligencji, w przyszłości możliwe stanie się wykorzystanie ogromnych baz danych z przeprowadzonych operacji do nauczenia robota procedury prowadzenia zabiegów samodzielnie. Wiążą się jednak z tym pewne zagrożenia moralne. Pozbawiony empatii robot może być skłonny do podjęcia nieetycznej decyzji, jeśli takowa nie została przewidziana. Wątpliwą kwestią jest jednoznaczna odpowiedzialność za potencjalne pomyłki – czy będą to programiści AI, dostarczyciele zbiorów danych, testerzy czy może koordynatorzy na dyżurze? Mimo ogromnej wiedzy, wciąż mogą się zdarzyć sytuacje wyjątkowe, które nie zostały dotąd zarejestrowane. Jak w takiej sytuacji zachowa się robot, szczególnie jeśli jest krytyczna dla życia pacjenta? W końcu pozostaje pewna wrażliwość na ataki hakerskie i manipulowanie operacją przez niepożądane osoby trzecie. Możliwa jest też kradzież wrażliwych danych zdrowotnych.

Poza klasyczną robotykę

O ile w chirurgii, roboty konkurują z umiejętnościami i możliwościami lekarzy, równolegle rozwija się ich poddziedzina, która istnieje we własnym świecie i walczy z problemami na które rozwiązania wcześniej nie istniały. Nanotechnologia operuje poza zakresem klasycznej chirurgii i podobnie jak robotyka 50 lat temu obiecuje rewolucję w medycynie. Jej obiecujące zastosowanie w medycynie wynika głównie z możliwości manipulowania i interakcji z materią na skali nanometrycznej pozwalając na precyzję niemożliwą do uzyskania przez klasyczne roboty. Dostarczanie leków i niszczenie raka z dokładnością co do komórki wydaje się w zasięgu możliwości. Nanorobotyka, choć wciąż większości w fazie eksperymentalnej, może potencjalnie przynieść nowatorskie rozwiązania medyczne, umożliwiając precyzyjne, nieinwazyjne zabiegi diagnostyczne i terapeutyczne.

Polityka w medycynie

W USA dostępne są już od paru lat leki korzystające z nanotechnologii, najbardziej znanym z nich będąca szczepionka mRNA na wirus COVID-19. Przykład ten dobrze ilustruje jeden z problemów na który natrafiła nanotechnologia. W trakcie pandmii Indie i kilka innych mniej rozwiniętych krajów wyraziło chęć produkowania szczepionki i poprosiły o dostęp do patentu. Zostały one jednak szybko odrzucone, co spowodowało oburzenie i opinie o koncernach próbujących kontrolować własne zyski kosztem zdrowia ludzi. Przyczyna była jednak o wiele prostsza, zarządy wyrazily chęć pomocy, sprzeciw nastąił od strony specjalistów. Nanocząsteczki lipidowe, które odpowiedzialne są za dostarczanie mRNA w nienaruszonym stanie i stanowiły większość przełomu w tej szczepionce, są niezwykle trudne do produkcji. Żadne z fabryk i laboratoriów w mniej rozwiniętych krajach nie posiadały sprzętu i technologii aby bezpiecznie przystąpić do ich produkcji. Dodatkowo, osoby na całym świecie obeznane w procesie mogły być policzone na palcach ręki i były zajęte kontrolą i zwiększaniem produkcji w istniejących fabrykach. Organizacje podjęły niepopularną ale odpowiedzialną decyzje i odmówiły udzielenia patentu z powodu ryzyka jakie niosłaby niepoprawnie wyprodukowana szczepionka. Jest to najlepszy praktyczny przykład tego jak wysokiej precyzji i zaawansowania wymaga ta technologia.

Twardy limit?

Nanotechnologia w medycynie nie jest rozwiązaniem na wszystkie problemy zdrowotne, a lekarze zdają sobie sprawę, że istnieje pewien twardy limit długości życia ludzkiego, który wynosi około 120 lat. Choć nanotechnologia może przynieść rewolucyjne osiągnięcia w dziedzinie diagnostyki, terapii i regeneracji tkanek, nie możemy oczekiwać, że pozwoli nam uzyskać nieśmiertelność czy natychmiastowe przezwyciężenie procesów starzenia się. Jest to teoria medyczna, która wynika z różnych czynników, takich jak programowanie genetyczne naszego organizmu, ostateczne zniszczenie komórek i starzenie się narządów.

 

Bibliografia:

Roboty chirurgiczne – koszty wysokie, a korzyści skromne

Roboty chirurgiczne i przyszłość medycyny

Mocne przyspieszenie na rynku robotyki chirurgicznej

robotics in healthcare

Wywiad CNN z zpecjalistą od nanotechnologii w medycynie

Przegląd aktualnego stanu nanotechnologii

Lipid nanoparticles for mRNA delivery

Bill Gates o szczepionce mRNA