Robotchirurgie: historie, heden en toekomst

Het idee om robotica in te zetten bij chirurgische operaties dateert uit de jaren ’60 van de vorige eeuw. Toch duurde het tot circa 1990 voordat het Amerikaanse Ministerie van Defensie in samenwerking met industriële partners de eerste chirurgische robot presenteerde[1]. Het initiële plan voor robotchirurgie was om operaties op afstand mogelijk te maken in militaire situaties[2]. In plaats daarvan vond de chirurgische robot uiteindelijk de huidige toepassing: het nauwkeuriger maken van traditionele minimaal invasieve operaties (laparoscopie). De chirurg is daarbij altijd aanwezig op de operatiekamer.

Traditioneel werden operaties door middel van grote incisies uitgevoerd (open operaties). Laparoscopie maakte vanaf eind 20e eeuw minimaal invasieve operaties mogelijk met sneller postoperatief herstel, minder pijn, en beter cosmetisch resultaat dan open chirurgie, afhankelijk van de procedure[3–5]. Nadelen van de laparoscopie zijn echter de beperkte flexibiliteit van de instrumenten, de technische uitdaging door de lange instrumenten, het twee dimensionale beeld en de niet-ergonomische werkhouding[6]. Robotchirurgie biedt oplossingen voor deze uitdagingen: meer bewegingsmogelijkheden voor de chirurg vanwege gewrichten in de instrumenten. Verder biedt het tremorsuppressie van de handen van de chirurg en een driedimensionaal stabiel camerabeeld. Ook werkt de chirurg bij robotchirurgie in een ergonomische werkhouding in de console van de robot[7, 8].

Onderdelen van de operatierobot

De meest gebruikte operatierobot, de Da Vinci van Intuitive Surgical inc., bestaat uit drie verschillende onderdelen (Fig. 1). Bij de patiënt staat de bedside cart met de robotarmen die de operatiebewegingen van de chirurg overbrengen in het lichaam van de patiënt. Dit zijn in de meeste gevallen drie robotarmen voor chirurgische instrumenten en een voor de camera. Een extra incisie kan worden aangebracht voor toegang van een extra laparoscopisch instrument.

Naast de patiënt is een mobiele opstelling gepositioneerd met een videomonitor, lichtbron en apparatuur waarmee onder andere de druk van de koolstofdioxide te reguleren is in de patiënt. Dit wordt gebruikt om meer operatieruimte voor de chirurg te creëren. Operatieassistenten staan aan de operatietafel voor het verwisselen van instrumenten en verdere assistentie van de chirurg. De chirurg neemt plaats in de console in de hoek van de operatiekamer, op enkele meters afstand van de patiënt. De chirurg ziet een drie dimensioneel camerabeeld in deze console en voert bewegingen uit door middel van een soort joysticks. De rest van het operatieteam in de operatiekamer volgt de behandeling via het tweedimensionale beeld.

Verschillende robotsystemen

De Da Vinci robot is wereldwijd de meest gebruikte operatierobot met inmiddels meer dan tien miljoen uitgevoerde robotoperaties. Momenteel staan er circa veertig van deze robotsystemen in de Nederlandse ziekenhuizen. Sinds 2022 is het Hugo RAS systeem van Medtronic in een Nederlands ziekenhuis geïntroduceerd[9]. Internationaal is ook de Versius robot van Cambridge Medical Robotics (CMR) en de Senhance Digital Laparoscopy System van Asensus Surgical in gebruik[10, 11]. Deze wordt inmiddels ook in Nederland al gebruikt, in Veldhoven. De verwachting is dat in de toekomst robots specifiek voor bepaalde

chirurgische interventie worden ontwikkeld. Zo heeft de Nederlandse producent Eindhoven Medical Robotics (EMR) een operatierobot ontwikkeld voor precieze chirurgische ingrepen van het oor.

Hedendaagse toepassing en ontwikkelingen van robotchirurgie

Robotchirurgie wordt tegenwoordig veelvuldig toegepast bij prostaatkanker operaties, waarbij betere uitkomsten worden gerapporteerd dan de open of laparoscopische benadering[12]. Binnen de algemene chirurgie wordt de robot in toenemende mate gebruikt, bijvoorbeeld voor slokdarm-, alvleesklier-, endeldarmoperaties. Gerandomiseerde studies die robotchirurgie vergelijken met laparoscopie of open chirurgie zijn betrekkelijk zeldzaam, alhoewel voor verschillende ingrepen toenemend bewijs van meerwaarde wordt aangetoond[13, 14]. Andere chirurgische disciplines waar de robot wordt ingezet zijn de gynaecologie en hartchirurgie.

De drang naar een zo minimaal invasief mogelijke behandeling heeft geresulteerd in een nieuwe robot die gebruik maakt van slechts een incisie, Da Vinci SP (Fig. 2). Deze robot maakt het mogelijk om nieuwe chirurgische benaderingen van bestaande operaties uit te voeren, bijvoorbeeld slokdarmresecties via de hals in plaats van meerdere toegangspoorten tussen de ribben[15]. Daarnaast heeft deze robot toepassingen binnen endoscopische chirurgie via natuurlijke lichaamsopeningen, zoals bij de behandeling van endeldarmtumoren[16].

Verder biedt de operatierobot een platform voor de implementatie van ondersteunende algoritmen om operaties nog beter en veiliger te maken. Algoritmes op basis van kunstmatige intelligentie kunnen anatomie op camerabeelden herkennen en de chirurg in de toekomst mogelijk ondersteunen [17, 18]. Ook zijn er algoritmes in ontwikkeling die veilige en onveilige gebieden in het operatieveld kunnen detecteren, getraind op basis van annotaties van experts (Fig. 3) [19]. Deze toepassingen zullen de komende decennia hoogstwaarschijnlijk alleen ondersteunende algoritmen zijn, waarbij de chirurg in controle blijft. Autonome handelingen van de operatierobot worden onderzocht, bijvoorbeeld voor het verrichten van aansluitingen van de dunne darm[20].

Referenties

1. George EI, Brand TC, LaPorta A, Marescaux J, Satava RM (2018) Origins of Robotic Surgery: From Skepticism to Standard of Care. JSLS J Soc Laparoendosc Surg 22:. https://doi.org/10.4293/JSLS.2018.00039

2. Satava RM (2002) Surgical robotics: the early chronicles: a personal historical perspective. Surg Laparosc Endosc Percutan Tech 12:6–16. https://doi.org/10.1097/00129689-200202000-00002

3. Bullen NL, Massey LH, Antoniou SA, Smart NJ, Fortelny RH (2019) Open versus laparoscopic mesh repair of primary unilateral uncomplicated inguinal hernia: a systematic review with meta-analysis and trial sequential analysis. Hernia 23:461–472. https://doi.org/10.1007/s10029-019-01989-7

4. Coccolini F, Catena F, Pisano M, Gheza F, Fagiuoli S, Di Saverio S, Leandro G, Montori G, Ceresoli M, Corbella D, Sartelli M, Sugrue M, Ansaloni L (2015) Open versus laparoscopic cholecystectomy in acute cholecystitis. Systematic review and meta-analysis. Int J Surg 18:196–204. https://doi.org/10.1016/j.ijsu.2015.04.083

5. van der Veen A, Brenkman HJF, Seesing MFJ, Haverkamp L, Luyer MDP, Nieuwenhuijzen GAP, Stoot JHMB, Tegels JJW, Wijnhoven BPL, Lagarde SM, de Steur WO, Hartgrink HH, Kouwenhoven EA, Wassenaar EB, Draaisma WA, Gisbertz SS, van der Peet DL, May AM, Ruurda JP, van Hillegersberg R (2021) Laparoscopic Versus Open Gastrectomy for Gastric Cancer (LOGICA): A Multicenter Randomized Clinical Trial. J Clin Oncol Off J Am Soc Clin Oncol 39:978–989. https://doi.org/10.1200/JCO.20.01540

6. Ballantyne GH (2002) The pitfalls of laparoscopic surgery: challenges for robotics and telerobotic surgery. Surg Laparosc Endosc Percutan Tech 12:1–5. https://doi.org/10.1097/00129689-200202000-00001

7. Truong M, Kim JH, Scheib S, Patzkowsky K (2016) Advantages of robotics in benign gynecologic surgery. Curr Opin Obstet Gynecol 28:304–310. https://doi.org/10.1097/GCO.0000000000000293

8. Wee IJY, Kuo L-J, Ngu JC-Y (2020) A systematic review of the true benefit of robotic surgery: Ergonomics. Int J Med Robot 16:e2113. https://doi.org/10.1002/rcs.2113

9. Raffaelli M, Gallucci P, Voloudakis N, Pennestrì F, De Cicco R, Arcuri G, De Crea C, Bellantone R (2022) The new robotic platform HugoTM RAS for lateral transabdominal adrenalectomy: a first world report of a series of five cases. Updates Surg. https://doi.org/10.1007/s13304-022-01410-6

10. Sasaki M, Hirano Y, Yonezawa H, Shimamura S, Kataoka A, Fujii T, Okazaki N, Ishikawa S, Ishii T, Deguchi K, Sato H, Sakuramoto S, Okamoto K, Koyama I (2022) Short-term results of robot-assisted colorectal cancer surgery using Senhance Digital Laparoscopy System. Asian J Endosc Surg 15:613–618. https://doi.org/10.1111/ases.13064

11. El Dahdah J, Halabi M, Kamal J, Zenilman ME, Moussa H (2022) Initial experience with a novel robotic surgical system in abdominal surgery. J Robot Surg. https://doi.org/10.1007/s11701-022-01471-0

12. Moretti TBC, Magna LA, Reis LO (2022) Surgical Results and Complications for Open, Laparoscopic, and Robot-assisted Radical Prostatectomy: A Reverse Systematic Review. Eur Urol open Sci 44:150–161. https://doi.org/10.1016/j.euros.2022.08.015

13. Feng Q, Yuan W, Li T, Tang B, Jia B, Zhou Y, Zhang W, Zhao R, Zhang C, Cheng L, Zhang X, Liang F, He G, Wei Y, Xu J (2022) Robotic versus laparoscopic surgery for middle and low rectal cancer (REAL): short-term outcomes of a multicentre randomised controlled trial. lancet Gastroenterol Hepatol 7:991–1004. https://doi.org/10.1016/S2468-1253(22)00248-5

14. van der Sluis PC, van der Horst S, May AM, Schippers C, Brosens LAA, Joore HCA, Kroese CC, Haj Mohammad N, Mook S, Vleggaar FP, Borel Rinkes IHM, Ruurda JP, van Hillegersberg R (2019) Robot-assisted Minimally Invasive Thoracolaparoscopic Esophagectomy Versus Open Transthoracic Esophagectomy for Resectable Esophageal Cancer: A Randomized Controlled Trial. Ann Surg 269:621–630. https://doi.org/10.1097/SLA.0000000000003031

15. Chiu PWY, Ng SSM, Au SKW (2019) Transcervical minimally invasive esophagectomy using da Vinci® SPTM Surgical System: a feasibility study in cadaveric model. Surg Endosc 33:1683–1686. https://doi.org/10.1007/s00464-018-06628-3

16. Marks JH, Salem JF, Adams P, Sun T, Kunkel E, Schoonyoung H, Agarwal S (2021) SP rTaTME: initial clinical experience with single-port robotic transanal total mesorectal excision (SP rTaTME). Tech Coloproctol 25:721–726. https://doi.org/10.1007/s10151-021-02449-0

17. Anteby R, Horesh N, Soffer S, Zager Y, Barash Y, Amiel I, Rosin D, Gutman M, Klang E (2021) Deep learning visual analysis in laparoscopic surgery: a systematic review and diagnostic test accuracy meta-analysis. Surg Endosc 35:1521–1533. https://doi.org/10.1007/s00464-020-08168-1

18. den Boer RB, de Jongh C, Huijbers WTE, Jaspers TJM, Pluim JPW, van Hillegersberg R, Van Eijnatten M, Ruurda JP (2022) Computer-aided anatomy recognition in intrathoracic and -abdominal surgery: a systematic review. Surg Endosc. https://doi.org/10.1007/s00464-022-09421-5

19. Madani A, Namazi B, Altieri MS, Hashimoto DA, Rivera AM, Pucher PH, Navarrete-Welton A, Sankaranarayanan G, Brunt LM, Okrainec A, Alseidi A (2022) Artificial Intelligence for Intraoperative Guidance: Using Semantic Segmentation to Identify Surgical Anatomy During Laparoscopic Cholecystectomy. Ann Surg 276:363–369. https://doi.org/10.1097/SLA.0000000000004594

20. Saeidi H, Opfermann JD, Kam M, Wei S, Leonard S, Hsieh MH, Kang JU, Krieger A (2022) Autonomous robotic laparoscopic surgery for intestinal anastomosis. Sci Robot 7:eabj2908. https://doi.org/10.1126/scirobotics.abj2908