De redan utför fjärrstyrda verksamhet – nu robotar som ser ut att vara läkare i framtiden
@TimAdamsWrites
Sön 29 Jul 2018 07.00 BST
Hands-on healing: urolog Greg Shaw med £1,5 m maskin som hjälper UCH laget får 600 prostata operationer per år.
Foto: Jude Edginton för Observatör
Som alla vardagliga mirakel av teknik, ju längre du titta på en robot att utföra en operation på en människa, desto mer börjar se ut som en oundviklig naturliga underverk.
Tidigare denna månad var jag i en operationssal på University College Hospital i centrala London och tittar på en 59-årig man från Potters Bar med sin cancer prostata bort av de fyra händiga metall armarna av en Amerikansk-tillverkade maskinen, i vad som är sannolikt en glimt av framtiden för de flesta kirurgiska ingrepp.
Roboten var kontrollerad av Greg Shaw, en konsult urolog och kirurg som sitter i den bortre hörnet av rummet med huvudet under den svarta huven på en 3D-skärm, som en Viktoriansk bröllop fotograf. Shaw var att rikta vapen av fjärrkontrollen kirurgiska verktyg med en flytande blandning av joystick och fot-pedal tryck och förstärkt undervisning för att hans teater grupp som står på patientens sida. Kirurgen, 43, har utfört ett tusen av dessa förfaranden, och som är särskilt användbara för gynekologisk verksamhet; de, som han säger, som du på annat sätt “att titta ner i ett djupt, mörkt hål med en ficklampa”.
Den första delen av processen har varit att “docka kundvagn på att den mänskliga”. Efter att tre kirurgiska verktyg och en videokamera, var och en på slutet av en 30 cm sond, har varit in genom små snitt i patientens mage. Under loppet av en timme eller mer Shaw då pratar mig igenom sina handlingar.
“Jag ska bara klämma hans sädesledare nu”, säger han, och jag ofrivilligt rygga lite som en liten robot pincett hand, förstorad 10 gånger på skärmar runt om i operationssalen, kommer i bild för att permanent skära av spermier leverans. “Nu försöker jag att hitta sweet spot där blåsan går prostata,” Shaw säger, som en trubbig sond försiktigt slag bortsett blodkärl och finner sin väg över ytan av trinda orgel på skärmen, med mycket mänsklig delikatess.
Efter att en hypnotiserande rytm utvecklar klipp och cauterise och skär som velociraptor ihopkoppling av “monopolära böjd sax” och “fenestrated bipolär tång” arbetat i tandem – den överraskande överdrivna rörelser Shaw ‘ s händer och armar för att separera och tätning av små blodkärl och crimson bindväv djupt inom patientens bäcken 10 m bort. På detta sätt, långsamt, ogenomskinlig valnöt av prostata framträder på skärmen genom små plymer av rök från cauterising processen.
Denna operation är en del av en klinisk prövning av ett förfarande som används inom den tyska sjukhus som syftar till att bevara den fina arkitekturen av mikroskopiska nerver runt prostata – och med dem patientens sexuella funktionen. Med patienten fortfarande sövd, prostata, packats upp internt och tas bort, kommer att frysas och kurir till ett labb på sjukhuset webbplats en mil bort för att avgöra om cancer finns på dess kanter. Om den gör det, kan det vara nödvändigt för Shaw att skära bort några av dessa kritiska nerver för att se till att alla spår av malignitet tas bort. Om ingen cancer finns på prostatan marginaler nerver kan sparas. Medan prostatacancer är sändas över staden, Shaw använder en mycket liten fisk krok på en robotarm att skickligt sy urinblåsan till urinröret.
“Tekniken i sig känns som att köra och 3D vision är mycket verklighetstrogen’: Greg Shaw kontroller
roboten, som det fungerar på en patient Foto: Jude Edginton för Observatör
Da Vinci-roboten som Shaw är hjälp för den här operationen, som görs av det Amerikanska företaget Intuitive Surgical, är “cutting edge” som robot hälsa för närvarande får. £1,5 m maskinen gör den UCH laget att göra 600 prostata operationer per år, en fyra-faldig ökning på tidigare, mindre exakt, manuell laparoskopisk teknik.
Mestadels, Shaw gör tre operationer för en eller två dagar i veckan, men det har funnits tider, med kollegor frånvarande, när han har gjort fem eller sex dagar i sträck. “Om du inte provat att göra det med gammaldags gynekologisk kirurgi, lyftjobb över patienten, skulle du vara riktigt ont, dina axlar och din rygg skulle ta upp”, säger han.
Det finns andra säkerheter fördelarna med tekniken. Det lämpar sig för snabb och effektiv utbildning både på grund av att den behåller en 3D-film av all den verksamhet som bedrivs, och gör en virtuell verklighet svit för att vara ansluten i – som att lära sig att flyga ett plan med hjälp av en simulator. Den viktigaste fördelen är dock högre säkerhet och färre komplikationer roboten levererar.
Jag undrar om det ändringar de psykologiska förhållandet mellan kirurg och patient, att påtaglig intimitet.
Shaw inte tror så. “Tekniken i sig känns som att köra”, säger han. “Men att 3D vision är mycket verklighetstrogen. Du får massor av information och mycket lite distraktion och du ser att de är inne i patienten från 2cm bort.”
Det är, säger han, fortfarande styvnackade gör prostatectomies som öppen kirurgi, men han finner det svårt att tro att patienterna är fullt informerade om alternativen. “De flesta människor kommer i dessa dagar ber för roboten.”
Om en rapport som publicerades denna månad på framtiden för NHS är något att gå efter, är det troligt att “be för robot” som kan allt vara en norm på sjukhus. Den provisoriska resultaten av Institute for Public Policy Research långsiktiga utredning om den framtida hälso – ledd av Herren Darzi, den framstående kirurg och tidigare minister i Gordon browns regering – räknar med att många funktioner som traditionellt utförs av läkare och sjuksköterskor kan ersättas av teknik.
“Säng robotar,” rapporten föreslås, kan snart vara anställd för att hjälpa foder patienter och flytta dem mellan församlingar, medan “rehabilitering robotar” som skulle hjälpa till med sjukgymnastik efter operationen. Den flera hundra år gamla händer-om relationen mellan läkare och patient skulle oundvikligen att förändra. “Telemedicin” skulle övervaka vitala tecken och kroniska sjukdomar på distans, online-samråd skulle vara rutin, och att någon som anländer till A&E “kan börja med att genomgå digital triage i en automatiserad bedömning suite”.
Även den konsult som är samlade visdom kommer att ersättas. Maskin-lärande algoritmer matas med “big data” snart skulle användas för att “göra mer exakta diagnoser av sjukdomar som till exempel lunginflammation, bröst-och hudcancer, ögonskador och hjärtbesvär”. Genom att anamma en process för att uppnå “full automation” Herren Darzi rapport projekt som £12.5 miljarder euro ett år värt av NHS tid för personalen (£250 i veckan) skulle bli frälst “för dem att spendera interagera med patienter” – en tro som låter som om det skulle vara det bästa som skrivits på sidan av en buss.
Medan vissa av dessa prognoser kan låta långt fler än de trott decennium bort, andra är redan en realitet. Alltmer data från sensorer och implantat för att mäta blodsocker och hjärtrytm samlas in och matas direkt till fjärr-skärmar, i London, den kontroversiella pilotprojekt GP@Hand har sett mer än 40.000 människor att ta de första stegen mot en “digital hälso-gränssnitt” genom att du registrerar dig för online-samråd nås via en app – och i processen, avregistrering från deras tegel och murbruk GP operation. Samtidigt, på den skarpaste slutet av hälso – och sjukvård- i operationssalen – robotsystem som den som används av Greg Shaw har redan visat sig rapporten prognos maskiner kommer att utföra operationer med större skicklighet än människor. Som en pionjär av robot kirurgiska tekniker, Herre Darzi vet detta bättre än de flesta.
Säng robotar kommer att ligga patienter, medan andra skulle hjälpa till med physio
På ett sätt är det förvånande att det tagit så lång tid att komma till denna punkt. Hands-off operation var först utvecklades av den AMERIKANSKA militären i slutet av förra århundradet. Under 1990-talet Pentagon ville undersöka hur verksamheten på M*A*S*H-stil fältsjukhus kan utföras av robotar som styrs av kirurger på ett säkert avstånd från slagfältet. Deras investeringar i Intuitive Surgical och Da Vinci-prototyp har gett den Kaliforniska företaget värderas till $62 miljarder – en monopolliknande, hårt bevakad, med 4 000 robotar nu verksamma runt om i världen.
Jaime Wong VD konsult leda på R&D-programmet på Intuitive Surgical. Han är också en urolog som har varit med i en Da Vinci-roboten för mer än ett decennium och sett den utvecklas från ursprungliga 2D visar att delta i fler geografiska gissningar, att den nuvarande långt mer lättmanövrerat och alla-se-versionen.
Wong har fortfarande se traditionell öppen kirurger bevittnar en automatisk drift för första gången och “tittar förvånat på sina ansikten på alla saker som de inte riktigt inser är beläget i området”.
I nästa steg i utvecklingen, han ser artificiell intelligens (AI) och lärande spelar en viktig roll i de tekniker. “Operation blir digitaliserade, från bilder till rörelse sensorer, säger han, “och allt är översätta till data. Systemen har en enorm mängd datorkraft och vi har letat på att segmentera förfaranden. Vi tror, till exempel, kan vi använda dessa processer för att minska eller eliminera oavsiktliga skador.”
Fram tills nyligen, Da Vinci, att ha stulit en marsch på någon tävling, har haft detta område i stort sett för sig själv. Under det kommande året, som är på väg att förändras. Google har, oundvikligen, utvecklat en konkurrent (Johnson & Johnson) kallas Verb. Den digitala kirurgi plattform – som lovar att “kombinera kraften i robotik, avancerad instrumentering, förbättrad visualisering, anslutning och data analytics” – syftar till att “demokratisera operation” genom att den andel av robot-assisterad operationer från nuvarande 5% upp till 75%. I Storbritannien, under tiden, en 200-starka företag som heter Cambridge Medical Robotics är nära godkännande för sin banbrytande system, Versius, som man hoppas kunna lansera detta år.
Wong, säger att han välkomnar konkurrens: “jag brukar tänka att det bekräftar vad vi har gjort under två decennier.”
Den senaste skaparna av robot kirurger se sätt att flytta teknik till nya områden. Martin Frost, VD för företaget Cambridge, berättar för mig hur utvecklingen av Versius har varit ingången av hundratals av kirurger med olika mjukvävnad specialiteter, för att skapa en bärbar och modulära system som skulle kunna arbeta inte bara i bäcken områden, men i de mer otillgängliga delarna av huvudet, halsen och bröstet.
“Varje operationssalen i världen som för närvarande har en viktig komponent, vilket är kirurgens arm och hand,” Frost säger. “Vi har vidtagit alla de fördelar som form för att göra något som inte bara bio-härma men bio-förbättra.” Argumentet för överlägsenhet minimalt invasiv kirurgi är ganska mycket vunnit, Frost föreslår: “robot anden är ur flaskan.”
Och vad om att nästa skede – inte Frost se en framtid där AI-driven tekniker som är engagerade i driften själva?
“Vi ser det i små steg”, säger han. “Vi tror att det är möjligt att inom ett par år, att en robot kan göra en del av vissa förfaranden ‘sig själv’, men vi är uppenbarligen en mycket lång väg från en maskin för att göra diagnos och bota, och att det finns ingen människa som är inblandade.”
En specialist mentor kan vara att titta på olika kameravinklar, att ge andra åsikter. Det kommer att bli som att “ringa en vän”
Den andra heliga graal av telesurgery – möjligheten av fjärrkontrollen “battlefield” – verksamhet – är närmare att bli verklighet. I en berömd exempel, Dr Jacques Marescaux, en kirurg i Manhattan, används en skyddad med hög hastighet och fjärrkontroller för att kunna ta bort gallblåsan av en patient för 3800 mil bort i Strasbourg under 2001. Sedan dess har det varit enstaka fall av andra avlägsna verksamheter men inga vanliga program.
I 2011, den AMERIKANSKA militären har finansierat ett fem-årigt forskningsprojekt för att avgöra hur genomförbart ett sådant program kan vara med befintlig teknik. Det var ledd av Dr Roger Smith vid Nicholson Center för avancerad kirurgi i Florida.
Smith förklarade för mig hur hans studie var i första hand att bestämma två saker: för det första, latens – den lilla fördröjning av hög hastighet över stora avstånd – och för det andra, hur som lag stört med en kirurgens rörelser. Hans studier visade att om lag-steg över 250 millisekunder “kirurgen börjar se eller känsla av att något inte är helt rätt”. Men också att med hjälp av befintliga data anslutningar mellan större städer, eller åtminstone mellan stora sjukhuset system, “latensen var alltid långt under vad en mänsklig kirurg kunde uppfatta”.
Problemet låg i att risken för bristande tillförlitlighet av anslutningen. “Vi lever alla på internet,” säger Smith. “De flesta av den tid som din internet-anslutning är fantastisk. Bara ibland dina data saktar ner till en genomsökning. Problemet är att du inte vet när det kommer att hända. Om det inträffar under en operation om du är i trubbel.” Ingen kirurg eller patient – skulle vilja se en buffert symbol på skärmen.
Sätt kring att det skulle innebära dedikerade nätverk – fem linjer i anslutning med en resultatnivå på minst två gånger mer än vad du någonsin skulle behöva, säger Smith, “så att chanserna att få en fråga som var som en på miljonen”.
Dessa typer av anslutningar finns tillgängliga, men bristen på investeringar är mer en av reglering och ansvar än kostnaden. Vem skulle bära risken för fel vid anslutning? Den stat i vilken kirurgen var belägen, eller där patienten var bedövat – eller de länder, genom vilken kabel som gått? Som ett resultat, Smith säger: “I den civila världen, det finns några situationer där du skulle säga att detta är en måste-ha-sak.”
Han räknar med tre möjliga champions of telesurgery: det militära, “Om du kunde säga, skapa en anslutning där kirurgen skulle vara i Italien och patienten i Irak”. medicinska missionärer”, Där kirurger i den utvecklade världen har arbetat igenom robotar på platser utan avancerade kirurger”, och Nasa, “Vid en punkt där du har tillräckligt med människor i rymden som du behöver för att upprätta ett sätt att göra operation.” För närvarande är tekniken inte tillräckligt robust för någon av dessa tre.
För Jaime Wong riskerna är sannolikt att förbli alltför stor. Intuitive Surgical bedriver begreppen “telementoring” eller “teleproctoring” snarare än telesurgery. “Den lokala kirurg skulle vara att utföra operationen, medan våra övervaka skulle vara avlägsen,” föreslår han, “och en specialist mentor kan vara att titta på olika kameravinklar, att ge andra åsikter. Det kommer att bli som att “ringa en vän”.”
Sant telesurgery, Roger Smith föreslår, väcker också en annan fråga, som vi kan ännu höra under de kommande tio åren eller så. “Vill du ha en funktion utan en kirurg i rummet?” För närvarande är svaret fortfarande är en no-brainer.