HEARO – priekopnícky výkon pri operácii KI

V operačnej oblasti zelená znamená „čisto“. Všetko, čo je sterilné a má zostať sterilné je prikryté zelenou látkou: napríklad nástrojový stôl s kliešťami, svorkami, skalpelmi a vŕtačkami a rôzne zariadenia pripravené na použitie so sterilnými priehľadnými krytmi. Chirurgický tím má tiež oblečené zelené rúcha a návleky. A nakoniec, operačný stôl je zakrytý zelenou.

Takzvaný „stôl“ je vlastne ležadlo, ktorého ťažisko spočíva na štvorcovej stĺpovej základni a dá sa nakloniť do všetkých strán a ohnúť na viacerých miestach. Takto je možné pacienta umiestniť do polohy optimálnej pre danú operáciu.

Je 17. septembra a na stole leží 50-ročný muž v celkovej anestézii. Je zaistený širokými pásmi, aby sa nemohol zošmyknúť a je tiež prikrytý zelenou látkou. Jediná viditeľná oblasť je okolo jeho ucha, kde sa má vykonať operácia: vloženie kochleárneho implantátu. Tri mohutné kĺbové ramená vyčnievajú zo stropu miestnosti a každé nesie jedno z veľkých plošných svetiel, ktoré osvetľujú pacienta a operačnú oblasť. V pozadí sa ozýva monotónne pípanie, ktoré vychádza zo zariadení monitorujúcich srdce a dýchanie pacienta počas anestézie.

Roboty na operačnej sále KI sú novinkou

Ak by nechýbali mikroskopy, operačná sála vo viedenskej fakultnej nemocnici AKH by na začiatku každej kochleárnej implantácie vyzerala ako obvykle. Namiesto toho teraz v rohu čaká CT prístroj a na malých mobilných stolíkoch sú pripravené ďalšie počítače. Tieto budú použité na plánovanie, ovládanie chirurgického robota a finálne testovanie pri prvej roboticky asistovanej kochleárnej implantácii vo Viedni.

Kým roboticky asistovaná chirurgia v ortopédii je používaná od 90-tych rokov minulého storočia, HEARO bol prvý robot použitý pri kochleárnej implantácii v Berne vo Švajčiarsku v roku 2016. „Po dvoch desaťročiach skúseností v neurochirurgii a ORL máme stále niekoľko milimetrov odchýlky s konvenčnými navigačnými systémami,“ vysvetľuje Prof. Wolfgang Gstöttner, MD. Avšak pri kochleárnej implantácii zlomky milimetrov sú dôležité na ochranu blízkych krvných ciev a citlivých nervov. To si vyžaduje väčšiu presnosť a spoľahlivosť než v ortopédii.

Túto presnosť a spoľahlivosť poskytuje HEARO – robot na kochleárnu implantáciu, v kombinácii s počítačovou tomografiou a monitoringom tvárového nervu. Je to výsledok 10-ročného vývoja spoločností CAScination a MED-EL, spolu s vedcami a klinickými lekármi.

Jedno rameno a dva senzory

Najprv je pacient opatrne umiestnený na operačnom stole: jeho hlava musí byť umiestnená tak, aby sa CT skener mohol neskôr otáčať okolo nej bez toho, aby sa jej dotkol. Následne sú umiestnené jednotlivé časti robota HEARO. Ramenom bude neskôr navádzaný vrták. Najcitlivejšou časťou robota HEARO je kamera. Hneď ako nasmeruje svoje dva senzory na pacientovo ucho, HEARO pripomína robota Wall-E z rovnomenného animovaného filmu od spoločnosti Pixar, v ktorom má Wall-E za úlohu upratať chaos na Zemi.

Pred tým, než HEARO „vyčistí cestu“ pre elektródu, je potrebné zabezpečiť, že jeho navigácia je spoľahlivá. Východiskovým bodom je model vyrobený čierno-sivou 3D tlačou, ktorý predstavuje kosť pacienta. Špendlíkové ihly žiaria modrou farbou a označujú vhodné body pre robotickú navigáciu. „Toto je budúcnosť pre všetkých KI pacientov,“ špekuluje Prof. Dr. Christoph Arnoldner, ktorý pri operácii asistuje. Operatérom je Prof. Dr. Wolfgang Gstöttner. Operáciu začína krátkym rezom skalpela, kožu trochu odsunie a nastaví značky. Personál, ktorý riadi CT sken, sa pripravuje na operáciu, má na sebe ochranu proti žiareniu.

Musíte mať vieru

Ďalej sa práca vykonáva v skupinách. Prof. Gstöttner pripravuje lôžko implantátu, v ktorom bude neskôr bezpečne umiestnená elektronika implantátu. Tím technikov má na starosti dáta z CT skenu. Na druhom konci operačnej sály už technici spúšťajú na počítači program OTOPLAN.
OTOPLAN, ktorý je tiež produktom spoločnosti CAScination, je špeciálny DICOM prehliadač. To znamená, že zobrazuje údaje z CT skenera v dvojrozmerných rezoch a trojrozmerných modeloch. Pre kochleárnu implantáciu dokáže OTOPLAN vybrať vhodnú elektródu už vo fáze plánovania. Pre roboticky asistovanú implantáciu OTOPLAN vypočíta presný a optimálny prístup. Tieto údaje sú odoslané do robota HEARO.

A potom nastane ten moment: slová „HEARO-Surgery“ sa objavia na obrazovke blízko operačného stola a pod ním je ikona tlačidla štart. Najcitlivejšou časťou je inicializácia, ktorá musí byť vykonaná na začiatku. Ak je procedúra narušená napríklad prudkým pohybom v blízkosti operačného stola, kvôli bezpečnosti sa opakuje. V každom prípade sa na obrazovke zobrazuje aktuálny postup a pokyny pre ďalšie kroky. Po niekoľkých kliknutiach sa rameno robota presunie k lebke pacienta.

Potom už chirurg nemá ako zasiahnuť, môže jedine celkom zastaviť operáciu. „Toto je nový krok, ktorý mi bol trochu cudzí,“ opisuje tento moment KI špecialista Gstöttner. Na operačnej sále si už môže uvoľnene prekrížiť ruky: „Je to ako horolezectvo: od chvíle, keď visíte na lane, musíte lanu dôverovať.“ Pomocou pedálov ovláda robota, ktorý samostatne vyvŕta kanál pre elektródu. „Toto je veľmi odlišné od niektorých iných robotom podporovaných systémov, pri ktorých robotické ruky sú len prenesené ruky chirurga.

Minimálne invazívny prístup do vnútorného ucha vďaka HEARO

Robot vŕta do kosti riadene, pomaly a jemne. Zastaví sa len na krátko, kvôli kontrolnému CT a potom pokračuje. V prípade kochleárnych implantácií, súvisiace zahrievanie ľudskej kosti počas vŕtania a frézovania zvyčajne vytvára typický zápach. Len o niekoľko minút neskôr je elektródový kanál pripravený a prístup do kochley je voľný.

Namiesto pomerne doširoka otvoreného stredného ucha k napojeniu na vnútorné ucho ponecháva HEARO len 1,8-milimetrový tenký otvor od povrchu lebky po slimák, cez ktorý Prof. Gstöttner zavádza elektródu. Tu prichádza na rad veľký mikroskop, ktorý bol medzičasom premiestnený späť do operačnej sály. Telemetria a záverečné CT zobrazenie potvrdzujú funkciu a správne umiestnenie implantátu a elektródy. Neskôr, počas aktivácie systému, môže CT snímka pomôcť optimalizovať distribúciu frekvencií pri programovaní audio procesora.

Monotónny monitorovací signál z prístrojov anestéziológa stále pípa v pozadí, zatiaľ čo chirurg Prof. Gstöttner zatvára ranu. „U mladého chirurga nezaškodí, keď sa bude naďalej učiť na konvenčnej kochleárnej implantácii,“ radí neskôr Prof. Gstöttner kolegom na iných klinikách. Pre každodenné klinické použitie sa mu robot HEARO zdá stále príliš časovo a personálne náročný. „Je to však pohľad do budúcnosti kochleárnej implantácie.“ Budúcnosti, ktorá sa už začala vo Viedenskej univerzitnej nemocnici – AKH.

Roboticky asistovaná kochleárna implantácia s HEARO

Počas kochleárnej implantácie 17. septembra 2021 pod vedením Prof. Dr. Wolfganga Gstöttnera vo Viedenskej univerzitnej nemocnici vykonal KI robot HEARO aj kochleostómiu – otvorenie vnútorného ucha. To bola novinka nielen pre Rakúsko, ale pre celý nemecky hovoriaci región! Počas vývojovej fázy robota HEARO bolo v Univerzitnej nemocnici v Berne vo Švajčiarsku vykonaných deväť implantácií, no kochleu vždy otvárali chirurgovia. Po CE certifikácii robota HEARO v roku 2020, nasledovali operácie v Antwerpách v Belgicku a nakoniec vo Viedni.

HEARO nenahradí chirurga ani chirurgický tím. Robot bude vždy riadený a usmerňovaný chirurgom a bude potrebné obsluhovať CT prístroj a softvér OTOPLAN.

Predoperačné plánovanie operácie s KI robotom HEARO je zložité, ale zato veľmi presné. Počas operácie sa vykonajú tri nízkodávkové CT vyšetrenia. Vŕtanie elektródového kanála pomocou HEARO trvá len asi desať minút. Avšak kvôli precíznej príprave pred operáciou a kontrolným zastávkam počas operácie je celkový operačný čas s robotom dlhší ako pri klasickej kochleárnej implantácii.

„Najdôležitejšie je, že procedúra HEARO umožňuje chirurgom otvoriť minimálne invazívny prístup ku kochlei a zvoliť ideálnu cestu na úplné vloženie atraumatickej elektródovej sústavy do kochley,“ povedala Dr. Ingeborg Hochmair, generálna riaditeľka spoločnosti MED-EL. Tento malý otvor znižuje chirurgický dopad na pacienta a zvyšuje kvalitu a bezpečnosť.

Viac informácií o HEARO a OTOPLAN nájdete na www.cascination.de, www.medel.pro/products/otoplan, MED-EL Germany You-Tube Play-List OTOPLAN a v príslušných epizódach podcastu https://podtail.com/podcast/med-el-podcast/.