Травматология и ортопедия представляет собой, вероятно, те области хирургии, где роботы можно использовать наиболее полно. Одним из самых известных таких примеров является система Рободок (Robodoc). Эта система, которая в значительной степени помогает хирургу в работе, недавно вновь была представлена на международном форуме, посвященном современным достижениям в технологии и использовании роботов, проходившем в Токио. Система Robodoc продемонстрировала, что наиболее эффективно роботы могут сотрудничать с хирургом, нежели заменять его полностью. В травматологии и ортопедии роль робота состоит в механическом создании полости необходимых размеров и формы для установки протеза тазобедренного сустава при полном протезировании бедра (THR).

Перед операцией первым этапом работы системы Robodoc является создание трехмерной модели бедра и тазобедренного сустава пациента на основании данных компьютерной томографии (КТ). После этого хирург выбирает необходимую модель протеза из тех, которые загружены в базу данных компьютерной системы. Далее Robodoc использует эти данные для формирования полости, необходимой для установки протеза. Формирование полости происходит при помощи наложения специальных точек, создаваемых в компьютере, на соответствующие точки в области тазобедренного сустава человека. Этот процесс осуществляется с помощью трех крошечных титановых локаторов (в виде булавок), имплантированных в область тазобедренного сустава пациента перед выполнением компьютерной томографии.

Далее ногу пациента фиксируют в определенном положении при помощи специального бедренного фиксатора, который также оборудован чувствительным датчиком для обнаружения любых движений. Преимущества использования такой компьютерной системы в хирургии тазобедренного сустава состоят в том, что получающаяся при этом полость с очень большой точностью соответствует поверхности головки протеза. Это в значительной степени улучшает исходы операций с использованием бесцемеитпых протезов, поскольку, как показали специальные исследования, рост костной ткани ис может происходить через относительно широкую щель, которая, как правило, получается при применении ручной обработки кости. Кроме того, риск возникновения интраоперационных переломов бедра, которые нередки при использовании молотка и долота, снижается до минимума.

Во время дополнительных исследований, выполненных с помощью специальных компьютерных программ в научно-исследовательском центре Уотсона (Watson), был также разработан алгоритм, при помощи которого, рассчитывая соответствующую траекторию введения протеза, можно было установить, насколько успешно выполнена его имплантация.

К другим оперативным вмешательствам в травматологии и ортопедии, в которых принимают участие роботы, относится полное протезирование коленного сустава (TKR). Традиционные методы выполнения этой операции оставляли желать лучшего, поскольку при этом очень часто допускались ошибки при установлении правильного угла и положения различных компонентов протеза сустава. Одним из слабых мест традиционной операции является то, что во время операции выделяются только самые края костей, что значительно усложняет принятие правильного решения и затрудняет выравнивание протеза. Различные фиксирующие приспособления и шаблоны также могут быть источником ошибок, поскольку разные фирмы-производители имеют различные стандарты, которые зависят от их собственных алгоритмов установки подобных протезов.

Эти системы также предполагают, что у всех пациентов должна быть структура костей, приблизительно соответствующая определенной усредненной модели, на которой и базируется данная система. При выполнении полного протезирования коленного сустава при помощи роботов операция состоит из трех этапов — формирования образа сустава и создания его трехмерной модели: интерактивного планирования, выбора протеза и выполнения расчетов; и наконец, подгонки поверхностей костей к поверхности протеза.

Группа специалистов, возглавляемая Kicnzle, работающая в Медицинском колледже Северо-западного университета, использовала промышленный робот под названием Пума 560 (Puma 560) и модифицировала его для своих целей. Тот же путь работы с роботами был предложен группой ученых из Болоньи]. Помимо повышения точности в выравнивании и подгонке протеза, при проведении полного протезирования коленного сустава с использованием роботов также уменьшалось время операции, снижался риск развития послеоперационных гнойных осложнений. Кроме того, при использовании таких роботов появится возможность выполнения малоипвазивных (артроско-пических) операций па коленном суставе с введением микроимплаитатов через небольшие разрезы кожи.

- Читать далее "Роботы в нейрохирургии. Роботы в радиохирургии и офтальмологии."