Чего мы не знали о 3D лапароскопии

Интервью с врачом-урологом высшей категории, кандидатом медицинских наук медцентра "Ибн Сина+", Юсефом Рами Мухаммедовичем

Развитие эндоскопии началось почти 200 лет назад — со свечки и оловянной трубки. Однако движение в направлении современных видеосистем стало происходить только с созданием системы линз Хопкинса (Hopkins Rod-Lens) в 1966 году. Первый осмотр брюшной полости благо¬даря телекамере с компьютерным чипом, присоединенной к лапароскопу, проведен в 1986 году. Этот момент стал отправной точкой развития современной лапароскопии.

Термин лапароскопия означает laparo — брюшная полость, scopy — осмотр. С развитием оперативной техники выделились другие виды операций: торакоскопия — операции в полости грудной клетки, артроскопия — операции в полости сустава. Лапаро-, торако-, артроскопия и др. — отдельные виды эндоскопических операций. Они выполняются через небольшие 0,5-1,5 см разрезы. Инструменты и видеокамера с осветительным прибором вводятся в полость через эти разрезы, а руки хирурга при этом находятся над передней брюшной стенкой. Всё происходящее в операционном поле отображается на экране монитора.

На первые лапароскопические операции пациентов приходилось долго уговаривать, так как невозможно было даже представить, что хирург может выполнять операции, не касаясь органа и не видя его перед собой. Впоследствии именно пациенты оценили эти операции, а рост популярности эндоскопических операций среди пациентов способствовал всплеску развития эндоскопического оборудования и широкому распространению этих операций. Из всех видов операций лапароскопические операции являются на сегодняшний день самыми популярными и выполняются чаще других.

Каковы же причины такой популярности?

Ниже представлены преимущества лапароскопических операций по сравнению с открытыми операциями.

• Кровопотеря и инфекционные осложнения при лапароскопических операциях намного ниже, чем при открытых.
• Небольшие разрезы обеспечивают значительно менее выраженный болевой синдром в послеоперационном периоде, а значит и меньшую потребность в болеутоляющих медикаментах.
• Небольшие разрезы после заживления раны почти невидимы, что обеспечивает существенный косметический эффект в противоположность заметным рубцам после открытых операций.
• Почти в два раза уменьшается время пребывания в стационаре и на больничном листе.
• Психологический комфорт, который испытывают пациенты при лапароскопических операциях, намного выше, чем при открытых операциях. Фактор психологического комфорта играет существенную роль для реабилитации в послеоперационном периоде и в дальнейшем положительно влияет на социальное поведение пациента.

Какие вы можете назвать недостатки лапароскопии?

Oбычная лапароскопия все еще имеет недостатки. Двумерная (2D) визуализация считается ее главной слабостью. Одним из основных недостатков, присущих традиционной лапароскопии, является отсутствие глубины восприятия – хирург видит изображение на экране в 2D, то есть плоскостное изображение, что создает трудности с расчетом движений. Чтобы преодолеть эту трудность, хирург вынужден создавать зрительно образ объемного предмета и рассчитывать движения с учетом воображаемого объёмного пространства. Это вызывает сильное напряжение на органы зрения и головной мозг.

Прогресс технологий визуализации для лапароскопии позволил устранить существующее препятствие. В начале 90-х годов XX века в лапароскопической хирургии произошел бум 3D-видеосистем. По крайней мере, несколько изготовителей предложили устройства для трехмерной визуализации в медицине после появления 3D-видеосистемы для лапароскопии, которая впервые была разработана в Центре ядерных исследований в Карлсруэ (Германия). В то время 3D-формат не смог утвердиться в клинической практике из-за технических и эргономических недостатков 3D-мониторов, имевших стандартное разрешение. В настоящее время 3D-дисплеи прошли усовершенствование и предоставляют возможность использования телевидения высокой четкости изображения.

Трехмерные (3D) лапароскопические системы были предложены в целях обеспечения «чувства глуби¬ны» традиционному двухмерному изображению. Хирург выполняет операцию, надев очки подобные тем, что зрители надевают в 3D кинотеатрах. Это значительно облегчает работу и приближает к реальному изображению. И еще один немаловажный недостаток — крайне высокая цена на оборудование и инструменты, которые приходится регулярно менять.

Какие принципы 3D-визуализации в эндохирургии?

Восприятие глубины является визуальной способностью человека судить об удаленности объектов и пространственных взаимоотношениях объектов, находящихся на различных расстояниях. Каким образом трехмерный мир проецируется на двухмерную сетчатку и как эта проекция обеспечивает информацию о глубине будет ясно после дальнейших рассуждений на эту тему. Стереоскопическое зрение является наиболее важным для восприятия глубины изображения увиденного. Трехмерная картина наблюдаемого предмета образуется вследствие наличия межзрачкового расстояния глаз, что позволяет каждому глазу в отдельности запечатлевать разный вид одного и того же объекта. Только головной мозг затем сможет объединить эти два изображения в одно 3D-изображение в результате так называемого процесса бинокулярного зрения. Лапароскопические хирурги, выполняющие свою работу с использованием обычного 2D-изображения, на самом деле работают с одним закрытым глазом. Это одна из причин того, что 2D-лапароскопия приводит к эмоциональному перенапряжению и головным болям.

Система 3D имеет две камеры и две системы оптических линз, которые передают два смещенных относительно друг друга изображения на 3D-монитор. Когда хирург носит поляризованные 3D-очки, два изображения сливаются в одно и возникает ощущение глубины. Это также обеспечивает более четкую визуализацию расположения органов в брюшной полости, позволяя в реальном времени более успешно производить манипуляции и наложение швов благодаря обратной тактильной связи. Необходимо отметить, что надевание 3D-очков является только первым шагом к получению максимальной выгоды от дополнительного измерения.

Ключ к пониманию зрительной эргономики, которая существует при выполнении 3D-лапароскопии, заключается в том, как захватить небольшое изображение брюшной полости и показать его с увеличением на 3D-мониторе в операционном зале. Расстояние от сетчатки глаз до экрана составляет от 0,5 до 5 м и в 10 раз больше, чем расстояние между передней линзой лапароскопа и объектом операции. Ширина и высота объектов переносится эквивалентно размерам операционного поля, захваченного лапароскопом, на 3D-монитор. Перенос глубины изображения и, следовательно, создание реалистичности изображения определяются особенностями 3D-камеры, которая фиксирует и соединяет левую и правую половины изображения.

Существует понятие зоны комфорта бинокулярного зрения для 3D-изображений: объекты, находящиеся слишком близко и те, которые расположены слишком далеко, представляют собой расходящиеся линии зрения и формируют на сетчатке области «соперничества» (B. Mendiburu называет их болезненными участками), которые следует избегать. «Зоны комфорта» в 3D-устройстве отрегулированы таким образом, чтобы изображения вблизи с точкой интересующей нас плоскости и далеко от нее совпадали во время просмотра.

Давайте сравним 2D- и 3D-лапароскопии

Существует ограниченное количество исследований, посвященных сравнению операций, выполненных с использованием 3D-видеосистем с хирургическими вмешательствами, произведенными с помощью обычных 2D-устройств. Вопрос превосходства 3D-лапароскопических систем над 2D-системами остается нерешенным, хотя потенциальные выгоды от 3D-визуализации хорошо известны к настоящему времени. Эти преимущества включают улучшенную работу, благодаря появлению пространственного измерения глубины и обратной тактильной связи, которые отсутствуют, соответственно, в 2D-лапароскопии и роботизированной хирургии.

Качества 3D-лапароскопии были оценены в ходе выполнения эндохирургических процедур, а также на основе симуляционных и экспериментальных моделей. Представлено ограниченное количество клинических исследований, сравнивающих 3D- и 2D-лапароскопию. Первоначально научные работы, направленные на изучение преимуществ и недостатков 3D-систем, дали противоречивые результаты. Некоторые из них сообщили, что 3D-визуализация значительно повышает производительность труда хирурга, другие утверждали эквивалентность итогов операций и не смогли продемонстрировать превосходство 3D-изображения для решения различных задач лапароскопии.

Однако необходимо отметить, что эти заключения были сделаны при работе с 3D-системами раннего поколения. Последующие клинические сравнения операций показали, что хирургические вмешательства, выполненные с помощью 3D-систем нового поколения, занимали меньше времени, чем традиционные. Это утверждение было поддержано исследованием, проведенным O. Wagner, в котором он показал, что производительность труда хирурга может быть увеличена на 60-70% с использованием системы 3D-изображения. Недавний научный обзор продемонстрировал, что 3D-технология значительно уменьшает длительность лапароскопических холецистэктомий.

Часть исследований, которые показали превосходство системы 3D, были проведены с использованием симуляторов и экспериментальных хирургических моделей. Сравнение 3D- и 2D-визуализации на примере симуляционных моделей имеет ограничения из-за отсутствия стандартизированной системы оценки навыков в лапароскопической хирургии. Несколько лет назад Общество американских эндоскопических хирургов-гастроэнтерологов (SAGES) разработало комплексную программу «Основы лапароскопической хирургии» (FLS), учитывающую дидактические и мануальные навыки для оценки основных лапароскопических навыков. Эффективность этой программы была подтверждена в ходе многочисленных исследований оценки квалификации и профессиональной подготовки хирургов в лапароскопии. Недавно проведенные исследования показали, что 3D-визуализация ускоряет решение основных задач программы FLS, главным образом для более трудных задач и для приобретения эндохирургических навыков новичками.

В последние несколько лет 3D-кинофильмы собирают невероятное количество сборов. Чтобы сделать фильм «Аватар», J. Cameron понадобилось 10 лет. Это смелая и впечатляющая киноработа взбудоражила не только умы работников искусств. 3D-лапароскопия является таким же примером смелой и впечатляющей работы инженеров, которая невероятно повысила качества современной хирургии. С момента своего появления хирурги были восхищены этим методом, и каждая хирургическая дисциплина пытается найти для нее соответствующую роль.

врач-уролог высшей категории медцентра "Ибн Сина+",

кандидат медицинских наук,

Юсеф Рами Мухаммедович