Università degli Studi di Bari
D.A.C.T.I.
Dipartimento per le Applicazioni in Chirurgia delle Tecnologie Innovative
Sezione di Chirurgia Generale e Chirurgia Toracica
Scuola di Spec. in Chirurgia Apparato Digerente ed Endoscopia Chirurgica
(Direttore: Prof. M. Nacchiero)
Telechirurgia
R. Marzaioli
Bari, 29 ottobre 2004
Chirurgia e Telechirurgia


CHIRURGIA  lavoro manuale
[gr. kheirúrgía 'lavorazione
(-úrgía) con la mano (kheír)']
TELE- 'da lontano',
[gr. têle 'lontano']
TELECHIRURGIA: procedura chirurgica
effettuata a distanza…?!
TELECHIRURGIA: procedura chirurgica
effettuata a distanza…
TELECHIRURGIA
km
Chirurgia
robotica
m
dm
cm
Chirurgia
laparoscopica
Chirurgia
tradizionale
… a lunga
distanza
distanza chirurgo-paziente
TELECHIRURGIA
Le origini


Nasce nei laboratori dell'Esercito USA
(Telemedicine and Advanced Technology Research
Center, TATRC) dall’esigenza di “telepresenza
chirurgica” per l’assistenza a militari in missione
Le prime applicazioni nel corso degli anni ’90
vengono sperimentate sui campi di battaglia e
sulle navi della Marina statunitense: interventi
in laparoscopia eseguiti da un robot comandato
da un chirurgo che operava dall'ospedale
militare di Landstuhl in Germania, a 4.000 km di
distanza.
TELECHIRURGIA
Linea video
Linea audio
TELECOMUNICAZIONI
ROBOT CHIRURGO
Console per chirurgia
mini-invasiva
Postazione ed equipe operatoria remote
Il “TELECHIRURGO”
TELECHIRURGIA
telechirurgia robot-assistita
[remote robot-assisted surgery1]
video e computer-assistita
Resa possibile dai progressi in ambito di:
 Digitalizzazione e integrazione dati chirurgici
 telecomunicazioni  latenza breve nella
trasmissione dell’immagine e nella risposta ai
comandi
 Video digitale  alta qualità immagine 3D
 Robot medicali  affidabili e precisi
1. Marescaux J, Leroy J, Rubino F et Al. - Ann Surg. 2002 Apr;235(4):487-92.
PubMED:
TELESURGERY
n. 323 citazioni
66 67
70
60
60
50
40
28 29
30
18
20
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1993
4
1998
1992
3
1997
1
1996
1
1995
1
5
1994
2
1991
0
11
1990
10
28
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Odontoiatria + Chir. maxillofaciale (20)
ORL (10)
Ortopedia (7)
Chirurgia Plastica (7)
Oculistica (5)
NCH (4)
Cardiochirurgia (4)
Ostetricia e Mal. Riproduzione (3)
Chir pediatrica (2)
189
Specialità mediche (10)
Applicazioni cliniche
• Diabetologia (4)
• Oncologia (3)
• Neurologia (2)
• Medicina spaziale (1)
PubMED:
TELESURGERY
72
Applicazioni specialistiche
n. 323 citazioni
• chirurgia mini-invasiva
(generale ed urologica)
117
Applicazioni generali
136
Applicazioni didattiche
1990-2004
• medici (112)
• infermieri (13)
• utente sanitario (9)
Attività Telechirurgiche
 TELEPRESENCE
 TELEOPERATION
 TELEMENTORING,
TELEPROCTORING,
TELESTRATION
TELEPRESENZA
Uso della realtà virtuale per:
 entrare in una ambiente grafico condiviso
(realtà artificiale, cyberspazio) al fine di
comunicare e interagire con altri
 essere virtualmente presente
attraverso applicazioni elettroniche
in un ambiente reale distante per
osservazione e/o controllo remoto di
attività
Francis Hamit
Virtual Reality and the Exploration of Cyberspace
SAMS Publishing, 1993: 254-256
TELEOPERAZIONE
Intervento chirurgico condotto a
distanza (in telepresenza) attraverso
idonee apparecchiature che permettono
di osservare attraverso telecamere il
teatro operatorio e di effettuare le
manovre chirurgiche necessarie
Michael E. Jebb
Telerobotics in Medicine, July 29,1995
Mathematics and Computer Science Division - Argonne National Laboratory
Argonne, Illinois, USA - http://www.mcs.anl.gov/home/jebb/telerobot/medical.html
TELEMENTORING - TELEPROCTORING
CONSULTO e/o INTERAZIONE
CON ESPERTI
(TELECONSULTO CHIRURGICO)
MENTOR: experienced & trusted adviser
 PROCTOR: officier appointed annually & charged
with various functions, esp. discipline of persons in

statu pupillari
The Concise Oxford Dictionary of Current English
Fourth Edition
Oxford at the Clarendon Press, 1954
TELEMENTORING


Metodo sperimentale, interattivo, che
permette a chirurghi in formazione di
fruire dell’insegnamento a distanza e
del tutoraggio di un chirurgo esperto
Utilizzato per applicazioni di:



Telemedicina
Teletriage
Telechirurgia
Midiri G. Papaspiropoulos V, Coppola M et Al.
Telementoring in surgery
G Chir. 2003; 24(10):382-4
TELESTRATION
Tecnica di telementoring: permette al
chirurgo esperto, attraverso l’impiego di una
tavoletta grafica di far comparire sul
monitor del chirurgo che si trova sul campo
operatorio indicazioni grafiche: può
disegnare sull’immagine la precisa sede ove
effettuare un’incisione, evidenziare una
formazione anatomica, delineare una lesione
CSTAR – Canadian Surgical Technologies & Advanced Robotics
http://www.c-star.ca/pageDocument.aspx?documentID=155
Il primo esperimento “civile”
Milano-Pasadena




7 luglio 1993
Laboratorio di Telerobotica
del Politecnico di Milano
(A. Rovetta)
Jet Propulsion Laboratory
della NASA, Pasadena, USA
(P. Schenker)
collegamento intercontinentale
via satellite
il chirurgo dagli USA dirige un
intervento laparoscopico in
remote control sul fegato di un
maiale
1993
… e i successivi
MILANO-MILANO
Policlinico-Politecnico
 l'Urologo Enrico Pisani
dell’Università di Milano, dalla
sede del Dipartimento di Robotica
del Politecnico di Milano, diretto
da Alberto Rovetta, esegue una
biopsia alla prostata
 il paziente è al Policlinico di
Milano, a 5 km di distanza
 ATTREZZATURA: robot chirurgico
realizzato dal Dipartimento di
robotica del Politecnico di Milano
1995
1998-2001
BALTIMORA – ROMA
 Settembre 1998 – Luglio 2001
 17 interventi urologici in telechirurgia
eseguiti al Policlinico Casilino di Roma
 chirurghi operanti da Baltimora a 9320 km
 14 interventi laparoscopici
(8 legature vasi spermatici, 2 biopsie renali
retroperitoneali, 1 pieloplastica; 3 nefrectomie
semplici)
3 nefrostomie percutanee
Chirurghi dell’Università "Tor Vergata" di Roma
Johns Hopkins Medical Institution, Baltimora, USA



Bove P, Stoianovici D, Micali S et Al.
Is telesurgery a new reality? Our experience with laparoscopic and percutaneous procedures.
J Endourol. 2003 Apr;17(3):137-42.
BALTIMORA – ROMA


TRASMISSIONE: 4 linee ISDN
ROBOT:




1998-2001
AESOP per l’orientamento del laparoscopio;
PAKY (URobotics Lab, John Hopkins University): arto
meccanico montato sul tavolo operatorio armato di ago
per biopsia/nefrostomia
LATENZA trasmissione immagine: < 1 sec
nessuna complicanza postoperatoria, ma in 7 casi
la connessione telechirurgica viene sospesa:


In 5: impossibilità di stabilire la connessione remota
In 2: necessità di conversione laparotomica (in 1:
problemi di controllo dell’avanzamento dell’ago durante
accesso renale percutaneo da parte del robot PAKY)
Bove P, Stoianovici D, Micali S et Al.
Is telesurgery a new reality? Our experience with laparoscopic and percutaneous procedures.
J Endourol. 2003 Apr;17(3):137-42.
Operazione Lindbergh
2001
NEW YORK (USA) – STRASBURGO (Francia),
 7 Settembre 2001: donna di 68 aa sottoposta a
Strasburgo a colecistectomia laparoscopica da chirurgo
che opera da New York a ~7000 km di distanza
 Equipe chirurgica dell’ IRCAD (Istituto Ricerca Cancro
dell’Apparato Digerente)(Francia)
 EITS (European Institute of Telesurgery, Strasburgo)
Prof. Jacques Marescaux
 Mount Sinai Medical Center, New York
Dr. Michel Gagner
 TRASMISSIONI: linea in fibra ottica a banda larga, alta
velocità trasmissione (10 megabits/sec) Telecom France
 ROBOT: sistema per telechirurgia (ZEUS Robotic Surgical
System & SOCRATES Tellecollaborative System,
Computer Motion Inc.)
 LATENZA trasmissione immagine: in media 150 msec
TeleChirurgia
robotica
AESOP 3000 System
SOCRATES
Robotic
Telementoring
System
Robotic Endoscope
Positioner
voice-controlled
1994
ZEUS Robotic Surgical System
HERMES Control Center
ZEUS robotic arms
MIS console, 2001
ANNUAL REPORT
2003


30 giugno 2003: Intuitive Surgical acquisisce
Computer Motion, Inc. ($148.5 milioni)
“We believe that the Computer Motion acquisition
resulted in the following benefits to our company:





the termination of all pending patent litigation …;
our ownership of all of Computer Motion intellectual
property;
the addition of complementary products to our offerings;
and the achievement of significant cost synergies and
economies of scale.”
“We are no longer promoting the ZEUS and
SOCRATES products, however, we continue to
support systems that are installed at customer sites.”
www.intuitivesurgical.com
Chirurgia robotica
2000
$ 1.3 milioni
da VinciTM Surgical System
La telechirurgia sec. da Vinci
®
3. Is this telesurgery? Can you operate over
long distances?
The da Vinci® Surgical System can theoretically be
used to operate over long distances although the
current hardware provided does not make that
possible. This capability, however, is not the
primary focus of the company and thus is not
available with the current da Vinci Surgical System.
www.intuitivesurgical.com
In conclusione



Chirurgia mini-invasiva, laparoscopica,
robot-assistita
Assistenza chirurgica altamente
specialistica a distanza
Assistenza chirurgica a distanza in
situazioni “estreme”:





aree remote
maxi-emergenze
scenari bellici
missioni spaziali
Formazione chirurgica a distanza
Limiti
 Indicazioni
ristrette (sola MIS)
 Complessità del sistema
 Costi elevati
 Rilevanza clinica (?)
Rilevanza clinica




Revisione della letteratura scientifica degli
ultimi 10 anni su telechirurgia e telementoring
… non c’è evidenza di alcun vantaggio
rispetto all’approccio laparoscopico
convenzionale.
… vi sarà un sicuro ruolo del
TELEMENTORING audio-visivo nel futuro della
formazione chirurgica; …
il ruolo di TELEMANIPOLAZIONE e
TELECHIRURGIA non è ancora ben definito.
Rassweiler J, Frede T.
Robotics, telesurgery and telementoring--their position in modern urological laparoscopy.
Arch Esp Urol. 2002 Jul-Aug;55(6):610-28.
Telementoring



The historical method of teaching surgeons
new operative techniques is exemplified in
residency training: having individuals work with
experienced teachers.
Unfortunately, it is impractical for these
specialized minimally invasive surgeons to travel
and proctor generally trained surgeons each
time a new surgical technique is developed.
Telesurgical telementoring may represent
a method to teach and mentor remote
surgeons, as well as allow educational
opportunities.
Lee BR, Moore R.
International telementoring: a feasible method of instruction.
World J Urol. 2000 Sep;18(4):296-8.
Telementoring


MINIMALLY INVASIVE SURGERY offers
many advantages, but its correct practice
is associated with a steep learning
curve.
TELESURGERY allows a surgeon at a
remote site to guide and teach
surgeons at a primary site by utilizing
robotic devices, telecommunications,
and video technology, thereby
reducing complications.
Bove P, Stoianovici D, Micali S et Al.
Is telesurgery a new reality? Our experience with
laparoscopic and percutaneous procedures.
J Endourol. 2003 Apr;17(3):137-42.
CONCLUSIONI


Now integrated surgical rooms, with computer
and robot-assisted intervention, are operating.
The computer is the element for a decision taking
aid, and the robot works as a very effective tool.
Rovetta A.
Computer assisted surgery with 3D robot models and visualisation of the telesurgical action.
Stud Health Technol Inform. 2000;70:292-4.


Remote robot-assisted surgery appears feasible
and safe.
Teletransmission of active surgical manipulations has the
potential to ensure availability of surgical expertise in
remote locations for difficult or rare operations, and to
improve surgical training worldwide.
Marescaux J, Leroy J, Rubino F et Al.
Transcontinental robot-assisted remote telesurgery: feasibility and potential applications.
Ann Surg. 2002 Apr;235(4):487-92.
… affrontare la
rivoluzione
portata
dall’informatica
anche nel
mondo della
chirurgia.
Giovanni da Vigo
( 1460-1525)
Archiatra di Papa Giulio II
artefice con Ambroise Paré del
Rinascimento chirurgico
del ‘500
CHIRURGIA
opus modernum
[opera aggiornata]
http://www.provincia.venezia.it/servilio/cinquecentine/index.html
Cosmacini G.
La vita nelle mani. Storia della chirurgia.
Bari: Editori Laterza, 2003: 106.