Роботы в неврологии и нейрохирургии

Становится практически неизбежным, что роботы, наряду с развитием компьютеров и компьютерных изображений, будут играть значительную роль в развитии нейрохирургии, поскольку очень высокая потенциальная точность новых технологий особенно важна во время выполнения хирургических операций на головном мозге, а также являются следующим шагом в логическом развитии существующих в настоящее время стереотаксических систем. Кроме того, манипуляции инструментами во время операций на головном мозге относительно просты, а операционное поле, как правило, надежно обездвижено. Развитие роботов и компьютерных технологий в последнее время продвинулось от компьютерных систем — помощников хирурга, до таких роботов, чья цель состоит в «выполнении операций на головном мозге без всякого вмешательства руки человека».

Примером таких роботов служит искусственная рука, сконструированная группой ученых в Институте неврологии в Италии. Эта механическая рука может манипулировать различными инструментами и приборам такими как эндоскопы, ультразвуковые зонды-датчики или CCD-камеры. Эта механическая рука, которая заполнена электромагнитными тормозами и датчиками, может осуществлять слияние интраоперациониого образа с трехмерным анатомическим образом, полученным до операции по данным компьютерной томографии, магнитно-ядерной томографии или дан-пых DSA. Специальные фиксаторы с датчиками используются в качестве общей справочной системы для воссоздания образа и для калибровки «хирургической» руки. В этом примере робот используется в основном только в качестве поставщика информации.

С другой стороны, система МИНЕРВА (MINERVA), впервые представленная в 1991 г. па международной конференции, посвященной современным достижениям в области роботов, сконструирована таким образом, чтобы максимально уменьшить роль человека в управлении движениями и действиями роботов. Этот робот (MINERVA) был сконструирован с целью использования его вместе с компьютерным томографом, с которым робот связан при помощи стереотаксической рамки Брауна Робертса — Уэлса (Brown — Roberts— Wells), фиксированной к голове пациента, с тем чтобы сформировать особую справочно-копсультативпую систему между роботом и образами, получаемыми при компьютерной томографии. Робот сам по себе может быть представлен в виде механизма, который держит инструменты. Он обладает семью степенями свободы и может манипулировать самыми разными инструментами, например скальпелями, электродрелями, сверлами, иглами, биопсийными зондами, электродами для элсктрокоагуляции и т.д.

Перед создателями этого робота стояла цель достигнуть точности движений до 0,1 мм. Когда хирург принимает решение, в какой точке головного мозга необходимо выполнять манипуляцию, он вводит эти данные в поддерживающие программы, и на основании этих данных компьютер предлагает локализацию поверхности черепа, откуда лучше всего при помощи инструментов можно достичь искомой точки внутри головного мозга. Эту систему можно также использовать для введения радиоактивной капсулы в необходимую точку внутри головного мозга человека. Роботы также используются в относительно новой области — уменьшения степени поражения пациента во время рентгенотерапии. Это было продемонстрировано группой ученых, работающих под руководством Schweikard, которые доказали, что если выполнять облучение опухоли на основе расчетов компьютера, то доза облучения всего организма пациента в значительной степени снижается. Вероятно, что эту систему можно связать с роботом, который осуществляет рентгенохирургические операции с использованием специального оборудования.