Naše zkušenosti s Free Hand kamerou

Souhrn

Cíl:
Vyhodnocení přínosu Free Hand kamery při laparoskopické resekci kolon sigmoideum v klinické praxi.

Materiál a metoda:
Free Hand kamera je automatický kamerový systém ovládaný operatérem. V komparativní prospektivně-retrospektivní pilotní studii jsme hodnotili výsledky dvou skupin s celkem 20 pacienty. První skupina pacientů podstoupila laparoskopickou resekci kolon sigmoideum a použitím Free Hand kamery a druhá skupina pacientů laparoskopickou resekci kolon sigmoideum s asistentem vedoucím kameru. Hodnotili jsme délku operace a komfort operatéra. Intraoperační data pacientů obou skupin jsme srovnali pomocí parametrů fyziologického a operačního skóre pacienta (POSSUM).

Výsledky:
Délka operace u skupiny s chirurgickým asistentem byla 149 minut a u Free Hand kamery 161 minut. Statisticky není signifikantní rozdíl v délce operace (p = 0,05) u obou skupin. Operatér u obou skupin pacientů hodnotil přehled operačního pole a celkový komfort jako dobrý.

Závěr:
Pilotní studie ukázala využitelnost Free Hand kamery v praxi. Po překonání učící se křivky je možné každodenní použití Free Hand kamery v elektivní a akutní operativě.

Klíčová slova:
Free Hand – laparoskopie

_ÚVOD

Stoupající počet laparoskopických operací přispívá k rozvoji laparoskopických nástrojů a zobrazovacích systémů. Dobrý přehled v operačním poli je základní a neodmyslitelnou podmínkou každé operace. Vybavení HDTV kamerami a monitory s vysokým rozlišením se stalo standardní součástí chirurgických pracovišť. To však umožňuje pouze 2D zobrazení. Není již příliš vzdálená doba, kdy se 3D zobrazení stane standardem na každém chirurgickém pracovišti a ne pouze na pracovištích, které mají k dispozici robotické systémy jako je např. Da Vinci nebo Zeus.

Další možností zlepšení nabízejí zařízení na držení kamer vybavené servomotory. Na řadě pracovišť se již v současné době běžně tyto systémy používají. Vývoj kamerových systémů začal od jednoduchého mechanického ramene držícího optiku, až po sofistikované systémy ovládané hlasem nebo pomocí infračerveného signálu. Většina z nich může být využita jako robotický nebo telerobotický systém.

Naše pracoviště bylo prvním chirurgickým pracovištěm na území Spolkové republiky Německo, které bylo vybavené systémem Free Hand. Free Hand je volně stojící kamerový systém, jehož pohyb ovládá operatér pomocí infračerveného signálu.

Free Hand kamera byla zkonstruována s cílem většího komfortu operatéra při operaci a s cílem úspory personálu. Free Hand s sebou přináší výhodu okamžitého přesného zaměření kamery na místo zájmu v operačním poli podle přání operatéra. Představuje srovnatelnou výhodu jako vedení kamery zkušeným asistentem v sehraném operačním týmu. Asistent sehraný s operatérem však není vždy k dispozici a při vedení kamery méně zkušeným asistentem není optimální přehled zajištěn. U akutních operací prováděných v době ústavních pohotovostních služeb se operace často provádí s asistencí instrumentářky, což prodlužuje operační čas vzhledem k nestandardní instrumentaci v této situaci. V praxi se řada jednoduchých standardních operací jako je laparoskopická cholecystektomie, apendektomie nebo laparoskopická hernioplastika provádí pouze operujícím chirurgem bez přítomnosti asistenta a kameru vede instrumentářka. Kamerový systém je možné využít u těchto operací a tím zvýšit komfort operatéra. Automatické vedení kamery umožňuje „sólo“ operaci i u složitějších operací, kde je standardně operatér s asistentem. Iniciální zkušenosti jsme na našem pracovišti získali při cholecystektomii, apendektomii, laparoskopické operaci tříselné kýly metodou TAPP, laparoskopické crurorhafii s hemifundoplikací, implantací bandáže žaludku a sleeve resekci u bariatrických pacientů a u kolorektálních operací. K přesnému vymezení využitelnosti Free Hand kamery jsme na našem pracovišti provedli komparativní prospektivně-retrospektivní pilotní studii u resekce kolon sigmoideum.

_{MATERIÁL A METODA}

Free Hand je robotický systém držící kameru. Rameno kamery je pevně uchyceno k operačnímu stolu. To přináší výhodu stabilní polohy kamery vůči pacientovi i při změněné pozici operačního stolu. Rameno uchycené k operačnímu stolu pak nese vlastní fixační systém kamery, který je nutné na začátku operace upevnit do neutrální polohy. Upevňuje se přesně nad vstup trokaru pro kameru asi 6 cm nad úroveň břišní stěny pacienta do vodorovné polohy. Před tímto polohováním se navléká na Free Hand sterilní návlek. Kameru je nutné umístit do fixačního systému do střední polohy tak, aby se mohla volně pohybovat o 90 stupňů doprava i doleva a umožnila plné využití rozsahu pohybu o 180 stupňů v horizontální rovině. Dostatečný rozsah ve vertikální rovině je umožněn již výše zmíněnou polohou asi 6 cm nad úrovní kůže u pacienta s BMI v normálním rozsahu. Pohyb ramene kamery je řízený pomocí infračerveného signálu. Vysílač je umístěný na čele chirurga na způsob čelové lampy a snímač je umístěný na monitoru, kde je sledováno operační pole. Vysílač má minimální rozměry a hmotnost. Pohyb ramene držícího kameru je řízený pohybem hlavy operatéra a ovládání je intuitivní. Kopíruje pohyb hlavy doleva, doprava, nahoru nebo dolů. Přiblížení a vzdálení operačního pole (zoom) je řízen kombinací pohybu hlavy operatéra společně s nožním ovladačem. Nožní ovladač je podobný ovladačům běžných koagulačních jednotek. Rychlost pohybu ramene je možné regulovat. Systém má tři stupně rychlosti servomotoru. K seznámení s technikou ovládání se doporučuje začínat s nejpomalejší rychlosti pohybu kamery a po získání prvních zkušeností je možné použít střední nebo nejvyšší rychlosti ramene. Vyšší rychlost v kombinaci se zkušeností operatéra s tímto systémem zajišťuje rychlý a komfortní přehled operačního pole.

Do komparativní retrospektivně-prospektivní pilotní studie jsme zařadili 10 pacientů s elektivní resekci kolon sigmoideum pro divertikulární chorobu operovaných s pomocí Free Hand (prospektivní část) a srovnali jsme je s 10 pacienty operovaných s asistentem (retrospektivní část). Design studie nevyžadoval randomizaci. Vstupním kritériem do studie byla elektivní operace kolon sigmoideum pro divertikulární chorobu. Exkluzivní kritéria byly BMI vyšší než 35 kg/m² nebo akutní indikace k operaci. Primárním cílem bylo zhodnocení délky operace a komfort operatéra s přehledem operačního pole. Intraoperační data pacientů obou skupin jsme srovnali pomocí parametrů fyziologického a operačního skóre pacienta (POSSUM skóre).

Resekce kolon sigmoideum byla provedena standardní laparoskopickou technikou. Všichni pacienti mají standardní přípravu včetně antibiotické profylaxe a prevence trombembolie. Pacient je v poloze na zádech s roztaženými lehce pokrčenými nohami, v Trendelenburgově poloze a nakloněný doprava cca o 20 stupňů. Operatér stojí po pravé straně pacienta a Free Hand kamera je po levé straně pacienta. Pozice anesteziologa, instrumentářky a monitoru jsou standardní (Obr. 1, 2).

První trokar vkládáme otevřenou technikou. Pozice trokarů jsou uvedeny v následující tabulce (Tab. 1).

Volitelně pak umisťujeme pátý trokar při nutnosti rozsáhlejší mobilizace kolon transversum. Pneumoperitoneum zakládáme do výše 12 mm Hg. Každou operací začínáme systematickým prohlédnutím dutiny břišní. Používáme 30stupňovou optiku. Objektivizujeme diagnózu, operabilitu a zjišťujeme event. dříve nediagnostikované skutečnosti (srůsty apod.). Dále postupujeme standardní technikou resekce kolon sigmoideum. Free Hand kamera je používaná až do okamžiku provedení minilaparotomie s následnou luxací kolon descendens, kolon sigmoideum a proximální třetiny rekta před břišní stěnu. Dále již postupujeme bez použití Free Hand kamery.

K získání všech dat sloužily následující podklady: operační protokol, anesteziologický protokol, aktuální dokumentace pacienta včetně indikačního zápisu k operaci a dokumentace z centrálního datového systému v nemocnici. Od každého pacienta byly zaznamenány následující údaje (Tab. 2).

POSSUM skóre (The Physiological and Operative Severity Score for the enUmeration of Mortality and Morbidity) navrhnul Copeland a kol. v roce 1991 na základě logistické regresivní analýzy fyziologického skóre 12 předoperačních faktorů a operačního skóre 6 proměnných. POSSUM se používá v rámci auditů kvality operační péče [1]. Sledovali jsme identické faktory, které uvedl ve své práci Copeland. V rámci fyziologického skóre jsme hodnotili následující parametry: věk, kardiální známky, respirační onemocnění, systolický krevní tlak, pulz, GCS, hemoglobin, leukocyty, ureu, Na, K a EKG. V rámci operačního skóre jsme hodnotili následující parametry: náročnost operace, opakované operace, krevní ztrátu, přítomnost peritonitidy, přítomnost malignity a typ operace. Nevyužili jsme možnosti POSSUM skóre ke zhodnocení rizika komplikací tak, jak jej originálně navrhnul Copeland, ale pouze k deskripci obou skupin pacientů.

Délka operace byla měřena od okamžiku řezu až po poslední kožní steh u operace bez použití Free Hand kamery. Při použití Free Hand kamery byl k vlastní délce operace připočítaný čas nutný k montáži a sterilnímu zarouškování kamery před kožním řezem.

Komfort operatéra byl hodnocen subjektivně na základě přehlednosti operačního pole a eventuálních limitací při vedení kamery.

Data byla průběžně ukládána do databáze (Microsoft Office Excel).

_VÝSLEDKY

V první skupině s asistentem vedoucím kameru bylo 7 mužů a 3 ženy s průměrným věkem 64,2 let. Průměrné BMI bylo 28,4 kg/m².Dva pacienti byli v ASA I., šest pacientů bylo v ASA II. a dva pacienti v ASA III. skupině. Průměrné fyziologické skóre (POSSUM) bylo 18,6. Všichni pacienti byli podle klasifikace podle Hansena a Stocka ve III. skupině, to znamená s chronickou recidivující formou divertikulitidy. Průměrné operační skóre (POSSUM) bylo 9,2. Průměrná délka operace byla 149 minut. U všech pacientů byla operace ukončena laparoskopicky bez nutností konverze. Nevyskytla se intraoperační komplikace. Pooperačně se vyskytly následující komplikace: jednou KP komplikace, jednou ranná infekce a jednou močová retence, což představuje celkovou morbiditu v této skupině 30 %. Letalita byla 0 %. První stolice po operace byla průměrně 2,9 dní po operaci. Průměrná délka pobytu na JIP byla 22 hodin a celková délka hospitalizace pacienta byla 6,4 dne. Přehled operačního pole a komfort byl operatérem hodnocen jako dobrý.

Ve druhé skupině s Free Hand kamerou byli 2 muži a 8 žen s průměrným věkem 61,3 let. Průměrné BMI bylo 26,9 kg/m².Sedm pacientů bylo v ASA II. a 3 pacienti v ASA III. skupině. Průměrné fyziologické skóre (POSSUM) bylo 20,2. Všichni pacienti byli podle klasifikace podle Hansena a Stocka ve III. skupině. Průměrné operační skóre (POSSUM) bylo 9,4. Průměrná délka operace byla 161 minut. Průměrná délka přípravy Free Hand kamery před kožním řezem byla 5,5 minuty. U všech pacientů byla operace ukončena laparoskopicky bez nutností konverze s plánovaným využitím Free Hand kamery do okamžiku minilaparotomie. Nevyskytla se intraoperační komplikace. Pooperačně se vyskytly následující komplikace: jednou KP komplikace a jednou močová infekce, což představuje celkovou morbiditu v této skupině 20 %. Letalita byla 0 %. První stolice po operace byla průměrně 2,6 dny po operaci. Průměrná délka pobytu na JIP byla 25 hodin a celková délka hospitalizace byla 7,2 dne. Přehled operačního pole a komfort byl operatérem hodnocen jako dobrý. Výsledky obou skupin jsou přehledně shrnuty v následující tabulce (Tab. 3).

Statisticky jsme srovnali délku operace v obou skupinách. Na základě statistického zhodnocení délky operace Studentovým t-testem nejsou mezi oběmi skupinami signifikantní rozdíly (p = 0,05). Operatér u obou skupin pacientů hodnotil přehled operačního pole a komfort jako dobrý.

_DISKUSE

Kamerové systémy procházejí neustále dynamickými změnami. Jde nejenom o změny optiky, ale i možnosti pohybu kamery. První systémy byly pevnými svorkami kamery. Jejich poloha se měnila manuálně. Postupně byla vyvinuta řada mechanických manipulátorů jako jsou Omnitract, Bookwalted, Boonpong a další. Mechanické manipulátory mají zpravidla nevýhodu, že operatér při potřebě změny operačního pole musí přesunout kameru a tím dojde k narušení kontinuity operace. První zprávy u využití robotických kamerových systémů jsou z 90. let [2, 3]. Moran popsal pasivní, pneumaticky řízený držák kamery v roce 1993 [4]. Begin popsal v roce 1994 použití robota při cholecystektomii [5]. Gagner ze stejného pracoviště v roce 1994 popsal tři laparoskopické cholecystektomie, při kterých využil rameno kamery ovládané chirurgem. Rameno kamery bylo využito jako telerobot. Chirurg řídil kameru joystickem v separátní místnosti a operaci sledoval na monitoru [6]. První robot, který byl FDA v USA schválen k používání v roce 1994 v klinické praxi byl AESOP (Automated Endoscopic System for Optima Positioning). Na jeho vývoji se podílela NASA. Toto rameno bylo později modifikováno jako zařízení na držení kamery. Rameno bylo možno ovládat manuálně nebo nožním ovladačem. Současné generace jsou ovládané hlasem. Geis později popsal použití rovněž u hernioplastiky a fundoplikace [7]. Robotické systémy jsou častěji využívány v urologii. Bylo popsáno jejich využití u prostatektomie, nefrektomie a dalších výkonů [8]. Gracia v roce 1996 provedl studii u 129 pacientů s laparoskopickou cholecystektomií. 30% všech roboticky asistovaných operací bylo zkonvertováno k běžné asistenci chirurgem. Operační čas byl kratší u roboticky asistovaných operací a počet čištění čočky byl nižší [9]. Omote prezentoval studii, ve které srovnal 20 laparoskopických cholecystektomií provedených s robotickým systémem držícím kameru a 20 laparoskopických cholecystektomií se standardním vedením kamery asistentem. U 83 % pacientů byla operace ukončena s robotickým systémem. Příprava robotického systému trvala průměrně 21 minut. Při použití robota byla zredukována nutnost korekce kamery z 15,3 na hodinu na 2,2 na hodinu a snížila se frekvence čištění čočky z 6,8 na 1 na hodinu. Subjektivním hodnocením chirurga bylo robotické vedení zhodnoceno jako lepší v 71 % případů oproti standardnímu asistentu [10]. Později byl vyvinutý kamerový systém „Endoassist“ [11, 12]. Buess zkonstruoval FIPS Endoarm, který byl řízený kroužkem nasazeným na jednom z chirurgických nástrojů [13]. Existuje řada systémů automatizovaných kamer. Kamery s pevným upevněním ramene k operačního stolu umožňují měnit polohu operačního stolu podle aktuální potřeby bez nové adjustace kamery. Volně stojící kamerové systémy mají nevýhodu nutnosti nového seřízení kamery při pohybu operačního stolu s časovým zdržením.

V rámci studií byly popsány rovněž kamerové systémy, které byly tvořeny minikamerami zavedenými do břišní dutiny s bezdrátovým přenosem signálu. Pohyb těchto kamer je možné ovládat servomotory nebo magnety. Mají potenciál redukovat trauma pacienta eliminací potřeby kamerového portu. Miniaturní in vivo roboty předčí současnou generací velkých externích telemanipulátorů. Je možné rovněž používat několik minirobotů současně. V případě doplnění těchto minirobotů dalšími senzory není vyloučené, že bude možné provádět intraoperační tkáňovou diagnostiku [14, 15].

Jednoznačným cílem je zlepšení kvality a bezpečnosti laparoskopické chirurgie. Zkvalitnění obrazu tento cíl nepochybně splňuje [16]. K výhodám patří stabilní obraz a plynulý pohyb kamery, který je pod přímou kontrolou operatéra. Free Hand je vždy dostupný, je spolehlivý a neunaví se. Učící se křivka je krátká. U asistujícího chirurga může být obraz nestabilní a operační pole nemusí být v centru obrazu. Celkově asistent vykazuje rozdílnou spolehlivost. Výhodou asistujícího chirurga je možnost rychlé adaptace v extrémních pozicích. Naopak k nevýhodám Free Handu patří to, že není možné rychle dosáhnout extrémních pozic. Při nevhodně umístěných portech může dojít k limitaci využití pracovních nástrojů. V této pilotní studii byl výběr pacientů limitován do BMI 35. Na druhé straně naše zkušenosti z bariatrických operací potvrzují možnost využití i u pacientů s vyšším BMI. Existuje však určitá možnost limitace pohybu ramene kamery u pacientů s extrémně silnou břišní stěnou, kdy servomotory nestačí zajistit extrémní pozice. Rameno držící kameru může překážet v plném pohybu pracovních nástrojů. Pozici trokaru pro kameru a směr upevnění kamerového systému musíme důkladně promyslet, aby bylo možné kameru využít v plném rozsahu 180 stupňů. Právě tak je nutné pečlivě zvážit pozici trokarů pro pracovní nástroje, aby se daly efektivně využít a jejich pohyb nebyl limitován kamerovým systémem. V případě současného využití monopolární a bipolární laparoskopické koagulace s nožním ovládáním může být složitější ovládání zoomu kamery.

Autoři některých studií prezentovali možnost zkrácení celkového operačního času [17]. Na druhé straně instalace kamerového systému může představovat časové zdržení. Tento trvá podle našeho měření 5,5 minuty. Celkové zkrácení operačního času jsme nemohli v naší studii potvrdit. Systém byl zkonstruován tak, že řízení pohybu kamery je jednoduché a intuitivní. Systém je praktický a může plně substituovat zkušeného asistenta. Určitým argumentem proti zavádění tohoto systému do praxe je možná limitace výuky začínajících asistentů. Na druhé straně je možná operace začínajícími chirurgy s pomocí Free Hand kamery pod dohledem staršího chirurga přítomného na operačním sále. V tomto případě má operatér pod svou kontrolou pohyb kamery i pracovních nástrojů. Nutnost této koordinace vede k rychlejší a preciznější edukaci.

Srovnání laparoskopické resekce kolon sigmoideum, byť se jedná o etablovanou operaci je komplikované, protože náročnost a délka je rozdílná u každého pacienta a je dána individuálními podmínkami u každé operace. Anatomické podmínky jako je mobilita kolon sigmoideum, technicky snadný přístup k odstupu a. a v. mesenterica inferior a možnost snadného provedení mechanické anastomózy umožňují optimální provedení operace. Na druhé straně náročné operační podmínky u akutní divertikulitidy nebo u stavu po opakovaných atakách akutní divertikulitidy dělají z této operace technicky velice komplikovanou operaci. Setkáváme se zde se srůsty s okolními orgány, těžce preparovatelnými hranicemi abscesů a píštělí se ztrátou anatomických vrstev, zkrácením mezosigmatu a retroperitoneální infiltrací. Přesto považujeme srovnání právě v této relativně komplikované oblasti za důležité, protože zamýšlíme standardně použít Free Hand kameru v dobách ústavních pohotovostních služeb u akutních operací, kdy je nedostatek personálu.

_ZÁVĚR

Minimálně invazivní metody podporované automatizovanými systémy se rychle rozvíjejí. V budoucnu se s nimi budeme setkávat v každodenní praxi v různých podobách na všech pracovištích. Laparoskopické kolorektální operace vyžadují pokročilou techniku operatéra i asistenta vedoucího kameru. Souhra operačního týmu je důležitá pro hladký a bezproblémový průběh operace. Aplikace kamerového systému v této oblasti nabízí dobrou možnost jeho využití. Free Hand systém zajišťuje po krátkém zaučení optimální přehled operačního pole s dobrým komfortem operatéra. Poskytuje stabilní pohled po celou dobu operace. Eliminuje eventuální chyby a únavu asistenta. Free hand kameru je možné využít v každodenní praxi jak v elektivní, tak v akutní operativě. Možnost úspory personálu vidíme především u akutních operací v době služeb. V běžné pracovní době dáváme přednost asistentům z výukových důvodů. Cena systému je nesrovnatelně nižší než kompletní robotické systémy. Rovněž cena spotřebního materiálu na jednu operaci je nízká. V současné době probíhá na našem pracovišti prospektivní randomizovaná studie srovnávající vedení kamery asistentem a kamerovým systémem u laparoskopické resekce kolon sigmoideum. Na základě této studie budeme moci přesněji definovat výhody a nevýhody kamerového systému. Free hand nenabízí jinou kvalitu operace, ale přispívá k většímu komfortu operace.

MUDr. Pavel Zonča
Siegfried Leopold Str. 51
53225 Bonn
BRD
e-mail: pavel.zonca@hotmail.co.uk