De allerede utføre fjernstyrte operasjoner – nå roboter ser ut til å bli verre i fremtiden
@TimAdamsWrites
Søn 29 Jul 2018 07.00 BST
Hands-off healing: urolog Greg Shaw med kr 1,5 m maskin som hjelper UCH team gjør 600 prostata operasjoner i året.
Foto: Jude Edginton for Observatør
Som alle daglige mirakler av teknologi, jo lenger du se en robot utføre kirurgi på et menneske, jo mer det begynner å se ut som en uunngåelig naturlig rart.
Tidligere denne måneden var jeg i en operasjonssal på University College Hospital i London for å se på en 59 år gammel mann fra Potters Bar har sitt ondartede prostata fjernes av fire fingernem metall armene på en Amerikansk-laget maskin, i hva som er sannsynlig et glimt av fremtiden for de fleste kirurgiske prosedyrer.
Roboten ble kontrollert av Greg Shaw, en konsulent urolog og kirurgen sitter i et fjernt hjørne av rommet med hodet under den svarte hetten av en 3D-skjerm, som en Viktoriansk wedding fotograf. Shaw ble ledet armene til den eksterne kirurgiske verktøy med en flytende blanding av joystick kontroll og pedal press og forsterket opplæring til hans teater team som står på pasientens side. Kirurgen, 43, har utført en promille av slike prosedyrer, som er spesielt nyttig for bekken operasjoner; de er, sier han, som du ellers “ser ned i en dyp, mørk hull med en lommelykt”.
Den første delen av prosessen har vært å “forankre den i handlekurven på det menneskelige”. Etter at tre kirurgiske verktøy og et video-kamera, hver på slutten av en 30-probe, har vært satt inn gjennom små snitt i pasientens mage. I løpet av en time eller mer Shaw da snakker meg gjennom sine handlinger.
“Jeg skal bare klippet hans vas deferens nå,” sier han, og jeg ufrivillig wince litt som en liten robot knipetangsmanøver hånd, forstørret 10 ganger på skjermer rundt om i operasjonssalen, kommer inn i visningen til permanent kuttet av sperm forsyning. “Nå prøver jeg å finne at sweet spot der blæren blir prostata,” sier Shaw, som en stump probe forsiktig slag bortsett blodkar og finner sin vei over overflaten av plumpe organ på skjermen, med svært menneskelig delikatesse.
Etter det, en fascinerende rytme utvikler av klipp-og cauterise og skjær som velociraptor sammenkobling av “monopolar buet saks” og “fenestrated bipolar pinsett” er arbeidet i tandem – overraskende overdrevne bevegelser av Shaw ‘ s hender og armer skille og tetting i små blodkar og crimson bindevev dypt inne i pasientens bekkenet 10ft unna. I denne mote, sakte, ugjennomsiktig, valnøtt av prostata vokser fram på skjermen gjennom små skyer av røyk fra cauterising prosessen.
Denne operasjonen er en del av en klinisk studie av en prosedyre utviklet i tyske sykehus som har som mål å bevare den fine arkitekturen av mikroskopiske nervene rundt prostata – og med dem pasientens seksuell funksjon. Med pasienten fortsatt er under bedøvelse, prostata, bagged opp internt og fjernet, vil bli frosset og sendt til et laboratorium ved sentralsykehuset stedet en mil unna, for å avgjøre om kreft finnes i kantene. Hvis den gjør det, kan det være nødvendig for Shaw å kutte vekk noen av disse kritiske nerver til å sørge for at alle spor av malignitet er fjernet. Hvis ingen kreft er funnet på prostata marginer nervene kan bli frelst. Mens prostata er sendt ut over hele byen, Shaw bruker en minuscule fisk på kroken på en robot arm å deftly sy blæren til urinrøret.
‘Teknikken i seg selv føles som å kjøre og 3D vision er veldig engasjerende’: Greg Shaw-kontroller
roboten som den opererer på en pasient Foto: Jude Edginton for Observatør
Da Vinci-robot som Shaw er å bruke for denne operasjonen, laget av den Amerikanske firmaet Intuitive Surgical, er omtrent som “cutting edge” som robot helse tiden kommer. £1,5 m maskinen lar UCH laget for å gjøre 600 prostata operasjoner i året, en fire-fold økning på tidligere, mindre presis, manuell laparoskopiske teknikker.
For det meste, Shaw gjør tre operasjoner én eller to dager i uken, men det har vært tider, med kolleger fraværende, når han har gjort fem eller seks dager i strekk. “Hvis du prøvde å gjøre det med gammeldags bekken kirurgi, craning over pasienten, du ville være veldig vondt, skuldrene og ryggen skulle ta opp,” sier han.
Det er annen sikkerhet fordeler av teknologi. Det gir seg til akselerert og effektiv trening både fordi det beholder en 3D-film av alle operasjoner utført, og gjør det mulig for en virtuell virkelighet suite til å bli satt inn – som å lære å fly et fly ved hjelp av en simulator. Den viktigste fordelen er imidlertid større sikkerhet og færre komplikasjoner roboten leverer.
Jeg lurer på om det endrer psykologiske forholdet mellom kirurg og pasient, som opplagt intimitet.
Shaw ikke tro det. “Teknikken i seg selv føles som å kjøre,” sier han. “Men at 3D vision er veldig engasjerende. Du får massevis av informasjon og svært liten distraksjon, og du ser at de er inne i pasienten fra 2 cm unna.”
Det er, sier han, fortsatt diehards gjør prostatectomies som åpen kirurgi, men han finner det vanskelig å tro at deres pasienter er fullt ut informert om de forskjellige alternativene. “De fleste mennesker kommer i disse dager å spørre om robot”.
Hvis en rapport publisert denne måneden på fremtiden for NHS er noe å gå etter, det er sannsynlig at “å spørre om robot” kan i økende grad bli normen i sykehus. Den foreløpige funn av Institute for Public Policy Research langsiktige gransking framtidens helse – ledet av Herren Darzi, den anerkjente kirurgen og tidligere minister i Gordon Browns regjering – anslått at mange funksjoner tradisjonelt utført av leger og sykepleiere kan bli fortrengt av teknologi.
“Bedside roboter,” rapporten foreslått, kan snart bli ansatt for å hjelpe mate pasienter og flytte dem mellom menigheter, mens “rehabilitering roboter” ville hjelpe til med fysioterapi etter operasjon. Den hundre år gamle hender-om forholdet mellom lege og pasient vil nødvendigvis endre seg. “Telemedisin” ville overvåke vitale tegn og kroniske tilstander eksternt; online konsultasjoner ville bli rutine, og noen som kommer på A&E “kan begynne med gjennomgår digital triage i en automatisert vurdering suite”.
Selv konsulentens oppsamlede visdom vil bli erstattet. Maskin-læring algoritmer matet med “big data” ville snart bli ansatt for å “gjøre mer nøyaktige diagnoser av sykdommer som lungebetennelse, bryst og hudkreft, øye-sykdommer og hjerte-forhold”. Ved å omfavne en prosess for å oppnå “full automatisering” Herren Darzi rapport prosjekter som £12.5 bn et år igjen av NHS personalet tid (£250m en uke) ville bli frelst “for dem å tilbringe i samspill med pasienter” – en tro at det høres ut som det ville være best skrevet på siden av en buss.
Mens noen av disse anslagene kan høres langt mer enn de forestilte tiår unna, andre er allerede en realitet. Stadig mer data fra sensorer og implantater måling av blod sukker og hjerte rytmer er samlet og matet direkte til eksterne skjermer, i London, på den omstridte forsøksordning GP@Hånd har sett mer enn 40.000 mennesker ta de første skritt mot en “digital helse-grensesnitt” ved å signere opp for online konsultasjoner tilgjengelig via en app – og i prosessen, de-registrering fra deres murstein og mørtel GP kirurgi. I mellomtiden, i den skarpeste slutten av helsetjenester – i operasjonssalen – robot systemer som brukes av Greg Shaw er allerede beviser rapporten er spådommen om at maskiner vil utføre operasjoner med større smidighet enn mennesker. Som en pioner av robot-kirurgiske teknikker, Herren Darzi vet dette bedre enn de fleste.
Sengen roboter vil mate pasienter, mens andre ville hjelpe til med fysio
På en måte, det er overraskende at det har tatt så lang tid å komme til dette punktet. Hands-off kirurgi ble først utviklet av det AMERIKANSKE militæret på slutten av forrige århundre. I 1990-årene Pentagon hadde lyst til å utforske hvordan operasjonene på M*A*S*H-stil feltet sykehus kan utføres av roboter som styres av kirurger på trygg avstand fra slagmarken. Deres investeringer i Intuitive Surgical og dens Da Vinci prototypen har gitt den Californiske selskapet verdsatt til $62bn – en virtuell monopol, sterkt bevoktet, med 4,000 roboter nå opererer rundt om i verden.
Jaime Wong MD er konsulent føre på R&D program på Intuitive Surgical. Han er også en urolog som har vært ved hjelp av en Da Vinci-robot for mer enn et tiår, og så på det som utvikler seg fra opprinnelige 2D viser at involvert mer romlig gjetting, til dagens langt mer manøvrerbar og alle ser versjon.
Wong fortsatt liker å se tradisjonell åpen kirurger vitne til en robot drift for første gang, og “ser forundret på deres ansikter på alle de ting de ikke helt skjønner er plassert i det området”.
I neste fase av utviklingen, han ser kunstig intelligens (AI) og maskinlæring å spille en betydelig rolle i den teknikker. “Kirurgi er i ferd med å bli digitalisert, fra imaging til bevegelse sensorer,” sier han, “og alt er oversette til data. Systemene har en enorm regnekraft, og vi har vært å se på segmentering prosedyrer. Vi tror, vi kan for eksempel bruke disse prosessene for å redusere eller eliminere utilsiktede skader.”
Inntil nylig, Da Vinci, å ha stjålet en marsj på noen konkurranse, har hatt dette feltet nesten til seg selv. I det kommende året, som er i ferd med å endre seg. Google har, uunngåelig, utviklet en konkurrent (med Johnson & Johnson) heter Verbet. Den digitale kirurgi plattform – som lover å “kombinere kraften av robotics, avansert instrumentering, forbedret visualisering, tilkobling og data analytics” – har som mål å “demokratisere kirurgi” ved å bringe andelen av robot-assistert operasjoner fra dagens 5% opp til 75%. I Storbritannia, i mellomtiden, en 200-sterk firma som heter Cambridge Medisinsk Robotics ligger nær godkjenning for sin banebrytende systemet, Versius, som det håp om å sette i gang dette året.
Wong sier han tar imot konkurransen: “jeg har en tendens til å synes det validerer hva vi har gjort for to tiår.”
Den nyeste skaperne av robot kirurger til å se måter å flytte teknologi til nye områder. Martin Frost, administrerende DIREKTØR i Cambridge selskapet, forteller meg hvordan utviklingen av Versius har involvert innspill fra hundrevis av kirurger med forskjellige mykt vev spesialiteter, for å skape en bærbar og modulært system som kan fungere, ikke bare i bekken områder, men i mer utilgjengelige deler av hode, nakke og bryst.
“Hver operasjonsstuen i verden i dag besitter en viktig komponent, som er den kirurger’ arm og hånd,” sier Frost. “Vi har tatt med alle fordelene av dette skjemaet til å gjøre noe som ikke bare er bio-å etterligne, men bio-styrke.” Argumentet for overlegenhet av minimalt invasiv kirurgi er ganske mye vunnet, Frost foreslår: “robot ånden er ute av flasken.”
Og hva om den neste fasen – ikke Frost se en fremtid der AI-styrte teknikker er involvert i driften i seg selv?
“Vi ser det i små skritt, sier han. “Vi tror at det er mulig, i løpet av noen få år, og at en robot kan gjøre en del av enkelte prosedyrer ‘seg selv’, men vi er åpenbart en svært lang vei fra en maskin som gjør diagnose og behandling, og det er ikke noe menneske som er involvert.”
En spesialist mentor kan være å se på ulike kamera utsikt, gir andre meninger. Det vil være som “ringe en venn”
De andre hellige gral av telesurgery – mulighet for fjernkontroll “battlefield” – operasjoner, er nærmere å bli en realitet. I en feiret eksempel, Dr Jacques Marescaux, en kirurg i Manhattan, brukes en beskyttet high-speed tilkobling og fjernkontroller for å fjerne galleblæren av en pasient 3,800 mil unna, i Strasbourg i 2001. Siden den gang har det vært isolerte tilfeller av andre eksterne operasjoner, men ingen vanlig program.
I 2011, usas militære finansiert en fem-årig forskningsprosjekt for å finne ut hvordan gjennomførbart et slikt program kan være med eksisterende teknologi. Den ble ledet av Dr Roger Smith på Nicholson Senter for avansert kirurgi i Florida.
Smith forklarte meg hvordan hans studie var først og fremst å finne ut to ting: for det første, ventetid – den lille etterslep av high-speed tilkoblinger over store avstander, og for det andre, hvordan det henger forstyrret med en kirurgens bevegelser. Hans studier har funnet at om lag steg over 250 millisekunder “kirurgen begynner å se eller følelse av at noe ikke er helt riktig”. Men også at bruk av eksisterende data tilkoblinger mellom store byer, eller i det minste mellom store sykehus systemer, “ventetid alltid var godt under hva et menneske kirurgen kunne oppfatte”.
Problemet lå i fare for upålitelighet av tilkoblingen. “Vi lever alle på internett,” sier Smith. “Mesteparten av tiden din internett-tilkobling er fantastisk. Bare noen ganger dataene bremser til en gjennomgang. Problemet er at du ikke vet når det vil skje. Hvis det skjer under en operasjon du er i trøbbel.” Ingen kirurg – eller pasient – ønsker å se et nytt symbol på skjermen sin.
Den veier rundt som ville innebære dedikert nettverk – fem linjer tilkobling med en ytelse på nivå minst to ganger hva du trenger, sier Smith, “slik at sjansene for å ha et problem var som en i en million”.
Disse typer tilkoblinger er tilgjengelige, men mangel på investeringer er mer en av regulering og ansvar enn kostnadene. Som vil bære risikoen for feil med tilkoblingen? Den stat som kirurgen var lokalisert, eller at der pasienten var bedøvet – eller land gjennom som kabel gått? Som et resultat, sier Smith: “I den sivile verden, det er få situasjoner hvor du ville si at dette er en må-ha ting.”
Han ser for seg tre mulige vinnere av telesurgery: det militære, “Hvis du kunne si, opprette en forbindelse, der kirurgen kan være i Italia og pasienten i Irak”; medisinsk misjonærer, “Hvor kirurger i den utviklede verden jobbet gjennom roboter på steder uten avansert surgeons”, og Nasa, “På et punkt hvor du har nok folk i rommet som du trenger for å sette opp en måte å gjøre operasjonen.” For tiden teknologien er ikke robust nok for noen av disse tre.
For Jaime Wong risikoen er sannsynlig å være for stor. Intuitive Surgical er forfølge begrepene “telementoring” eller “teleproctoring” heller enn telesurgery. “Den lokale kirurgen ville være å utføre operasjonen, mens våre skjerm ville være ekstern,” foreslår han, “og en spesialist mentor kan være å se på ulike kamera utsikt, gir andre meninger. Det vil være som “ringe en venn”.”
Sant telesurgery, Roger Smith antyder, også ber om en ytterligere spørsmål, som vi kan ennå høre i det kommende tiåret eller så. “Vil du ha en operasjon uten en kirurg i rommet?” For tiden, er svaret fortsatt er en no-brainer.