Techniky LESS a NOTES: minulost, současnost a další vývoj

Souhrn

Myšlenka laparoendoskopické operace jedním portem (LESS) a transluminální endoskopické operace přirozenými tělesnými otvory (NOTES) spočívá ve vytvoření přístupu do peritoneální dutiny prostřednictvím minimální kožní incize, což může přinášet výhody v podobě kratší rekonvalescence, menší bolestivosti, lepšího kosmetického výsledku a rovněž redukce komplikací v místě zavedeného portu. Navzdory velkému zájmu o tyto moderní přístupy celosvětově je však nutné proklamované benefity teprve prokázat. Stále jsou vyvíjeny nové technologie s cílem překonat překážky spojené s technikou LESS jako např. kolize chirurgických instrumentů a absence skutečné triangulace. Užívání moderní robotické platformy (R-LESS) vedlo ke zlepšení ergonomie, a tedy dalšímu zdokonalení techniky LESS. Mezi další slibné novinky patří magnetické ukotvovací a naváděcí systémy a dálkově ovládaní mini in vivo roboti, které lze umístit do dutiny břišní. V tomto článku hodnotíme nejnovější pokroky v oblasti technologií užívaných při LESS a NOTES a sledujeme jejich další vývoj.

Klíčová slova:
laparoendoskopická operace jedním portem, transluminální endoskopická operace přirozeným tělním otvorem, technologie, instrumentace

Úvod

Techniky laparoendoskopické operace jedním portem (LESS) a transluminální endoskopické operace přirozenými tělními otvory (NOTES) byly vyvinuty s cílem zajistit pacientovi lepší kosmetický výsledek, minimalizovat jakýkoli dyskomfort a rovněž omezit výskyt komplikací v místě zavedeného portu.

Výsledky komparativních studií nasvědčují tomu, že technika LESS je srovnatelná s tradiční laparoskopickou operací [1,2]. Navzdory obrovskému zájmu, který tato operace vzbuzuje, je však nutné jednoznačné benefity teprve prokázat. LESS je technicky mnohem náročnější než běžná laparoskopická operace, operatér by tedy měl disponovat značnými zkušenostmi s laparoskopickou operativou [3]. Častým problémem je intrakorporální kolize instrumentů, k níž dochází z důvodu těsné blízkosti kamery a ostatních instrumentů, což limituje rozsah pohybů a omezuje zručnost operatéra. Obtížnost preparace a sutury dále zvyšuje nedostatečná intrakorporální triangulace. Předpokládá se, že robotická technologie by mohla pomoci výše zmiňované překážky překonat [4– 6].

Další novinkou v oblasti minimálně invazivní operativy je technika NOTES, při níž není nutné díky provádění endoskopie skrze přirozené tělní otvory provádět břišní incizi [7]. Ačkoli v teoretické rovině se jedná o převratný přístup, je spojen s řadou limitací v podobě omezeného přístupu do peritoneální dutiny, omezené prostorové orientace, obtíží při provádění sutury a uzavření přístupových míst a rovněž kontrole krvácení [8]. Vzhledem k výše uváděné technické náročnosti je využití techniky NOTES omezeno na nevelký počet vybraných pacientů. V řadě případů se však jedná spíše o tzv. hybridní NOTES vyžadující zavedení alespoň jednoho abdominálního portu [9– 13].

LESS

V současné době je ke komerčnímu využití k dispozici celá řada LESS zařízení s několika přístupovými kanály, např. zařízení TriPort^TM/ R- port a QuadriPort^TM (Olympus, Center Valley, PA); SILS^TM port (Covidien, Mansfield, MA); X- Cone^TM (Karl Storz, GmBH and Co. KG, Tuttlingen, Německo); zařízení GELPOINT^TM (Applied Medical, Rancho Santa Margarita, CA) a AirSeal^TM (SurgiQuest Inc., Orange CT) (obr. 1). Obzvláště inovativním systémem je zařízení AirSeal^TM, které poskytuje přístup bez použití chlopní, a pro vytvoření stabilního pneumoperitonea se užívá namísto mechanické bariéry CO₂. Tento systém rovněž disponuje vybavením pro nepřetržité odsávání plynu vznikajícího při elektrokoagulaci. Zařízení je tvořeno 12mm kanylou Air Seal a dvěma 5mm porty Anchor Ports, které se zavádí skrze 25mm incizi. CO₂ je veden z dynamicko‑tlakového systému (DPS) směrem dolů do kanyly, dokud není dosaženo optimálního intraabdominálního tlaku. Díky kontinuálnímu průtokovému oběhu je intraabdominální plyn (obsahující CO₂ a plyn vznikající při elektrokoagulaci) současně odsáván, filtrován a skrze vysokotlaké trysky probíhá jeho opětovná recirkulace. Při detekci nepatrné změny intraabdominálního tlaku systém okamžitě modifikuje průtok. Při srovnání se standardními insuflátory vykazoval systém AirSeal^TM lepší výsledky s ohledem na sání i únik plynu [14]. Studie zahrnující 51 pacientů, kteří podstoupili laparoskopickou operaci ledviny, rovněž prokázala, že užívání tohoto systému umožňuje redukci spotřeby CO₂ i opětovné absorpce [15]. Horstmann et al při srovnání systému AirSeal^TM se standardním zařízením Versaport^TM Plus V2 Trocar jako pomocného insuflačního portu během transperitonální i extraperitoneální roboticky asistované prostatektomie dokázali, že systém AirSeal^TM poskytuje stabilnější pneumoperitoneum a usnadňuje odstranění vzorku stejně jako extrakci jehly [16]. Nebyly však zjištěny žádné patrné rozdíly s ohledem na celkovou délku operace, krevní ztrátu, čištění kamery ani celkovou spotřebu CO₂.

Díky stále většímu zájmu o techniku LESS mezi chirurgy byla vyvinuta celá řada nových instrumentů, jako jsou např. MAGS (magneticky ukotvené a naváděné instrumenty) a chirurgický systém SPIDER^® (single port instrument delievery extended reach) (TransEnterix Inc., Research Triangle Park, NC) [17– 20]. Instrumenty MAGS byly vyvinuty s cílem zvětšit pracovní prostor v břišní dutině uvolněním místa v oblasti pupku, což redukuje kolizi instrumentů (obr. 2) [21,22]. Lze je zavádět standardním 15mm trokarem a jsou připojeny k destičkám na magnetické bázi. Intrakorporální instrumenty jsou spárovány se zevními magnety, což umožňuje navigaci v břišní dutině. Chirurgický systém SPIDER^® je moderní LESS platforma, která zajišťuje triangulaci prostřednictvím jediného přístupového portu sestávajícího z 18mm trokaru (vnější průměr) se čtyřmi pracovními kanály (obr. 3). Tento systém je vhodný pro zavádění flexibilních instrumentů s kloubovitými články umožňujícími pohyb v rozsahu 360°. Haber et al při popisu prvních laboratorních a klinických zkušeností s tímto systémem uvádějí dobrou triangulaci bez kolize instrumentů [19]. Při kompletním umístění však postrádali adekvátní sílu a preciznost ovládání.

NOTES

První operaci s využitím techniky NOTES uskutečnili Gettman et al v rámci trans­vaginální laparoskopické nefrektomie na modelu prasete [23]. Jako přístupové porty užili 24– 30F Amplatz dilatátory, které zaváděli přes 24F dilatační balonek po provedení posteriorní kolpotomie. Další autoři popisují svoje zkušenosti s prováděním transvaginální cholecystektomie prostřednictvím techniky NOTES na lidském modelu [24]. Pneumoperitoneum bylo vytvořeno prostřednictvím transvaginálně zavedeného trokaru skrze kolpotomii pod přímou zrakovou kontrolou. Scott et al uvádějí svou zkušenost s technikou NOTES s užitím rigidního portu při transvaginálním přístupu, při kterém může být insuflace CO₂ provedena propojenými kanály. Instrumenty MAGS byly rovněž vyvinuty s cílem usnadnit operaci zajištěním adekvátní triangulace a rigidity, a tak překonat nedostatky flexibilní platformy [25]. Clayman et al vyzkoušeli na modelu prasete hybridní nefrektomii technikou NOTES s využitím platformy TransPort^TM umožňující provádět více úkonů současně (USGI Medical, San Clemente, CA), kterou zaváděli transvaginálně do peritonea prostřednictvím posteriorní kolpotomie [26]. Vnější průměr platformy činí 20 mm a po zavedení endoskopu a endoskopických instrumentů jimi lze pohybovat ve čtyřech rovinách anebo je uzamknout v požadované pozici (Shapelock^®). Rovněž byl popsán transvezikální přístup provedením cystostomie (pomocí standardního flexibilního ureteroskopu) [27,28] a transkolonický přístup s užitím standardních 12mm laparoskopických portů. Většina autorů se shoduje na tom, že transvaginální přístup je nejvhodnější pro techniku NOTES prováděnou pro urologické indikace, neboť byla důkladně hodnocena v gynekologické literatuře [29].

Pro účely NOTES byla vyvinuta celá řada platforem, jež umožňují provádění několika úkonů současně, jako jsou např. TransPort^TM (USGI Medical San Clemente, CA), R- scope (Olympus Corp, Tokio, Japonsko), Cobra^TM (USGI Medical, San Clemente, CA), EndoSAMURAI^TM (Olympus Corp, Tokio, Japonsko) a endoskopický systém Direct Drive ((DDES) Boston Scientific, Natick, MA). Všechny platformy nabízejí podobné uživatelské rozhraní jako běžné gastrointestinální endoskopy a po zajištění do požadované polohy jsou vybaveny nezávislým řídícím mechanizmem umístěným na špičce endoskopu. Při užívání těchto platforem v kombinaci s instrumenty MAGS byly zaznamenány slibné výsledky. Scott et al provedli dvě úspěšné transvaginální cholecystektomie technikou NOTES/ MAGS na modelu prasete (s užitím MAGS grasperu a elektrokoagulačního zařízení) [25]. Užití zařízení MAGS techniku NOTES usnadnilo a umožnilo překonat nedostatky flexibilní platformy. Raman et al rovněž popisují úspěšné provedení transvaginální NOTES nefrektomie na modelu prasete [21]. MAGS kamera a elektrokauter byly zavedeny duálním přístupovým portem a pro usnadnění preparace byl užit 70cm kloubovitý laparoskopický grasper. Hil ledviny byl zasvorkován en bloc pomocí extradlouhého endovaskulárního stapleru. Autoři popisují, že tento přístup umožnil překonat nedostatky uváděné autory při předchozích NOTES nefrektomiích: přístup umožnil zachovat triangulaci, vizualizaci a věrnost manipulace s instrumenty a podvaz hilu lze provádět bez potřeby dalšího transabdominálního přístupu.

Mezi další novinky patří endoskopický systém Direct Drive (DDES) a EndoSAMURAI^TM, jež umožňují operovat s flexibilní laparoskopickou platformou. Uživatelské rozhraní systému DDES je tvořeno ergonomickými rukojeťmi na vodicích kolejnicích umístěnými nad úrovní operatérova pasu. Systém EndoSAMURAI^TM využívá vzdálenou pracovní konzoli s rukojeťmi připomínajícími laparoskopické instrumenty (obr. 4). Oba systémy obsahují ovladatelný, flexibilní návlek na endoskop, který je zajištěn v požadované poloze pro zabezpečení stability, a kontrolní rozhraní, jež poskytuje svobodu pohybu (pět stupňů volnosti na koncích výkonných zařízení) [30]. Při testování systému EndoSAMURAI^TM bylo prokázáno, že disponuje výhodami v podobě možnosti paralelního zavádění ramen a jejich pohyb simuluje loketní kloub pro zajištění maximální triangulace intrakorporálně.

Robotická technologie při LESS a NOTES

Hlavní technickou překážkou standardní LESS je „zápolení“ s instrumenty. Vzhledem k tomu, že se instrumenty zavádějí jedinou incizí, dochází v abdominální dutině k jejich křížení ve snaze oddálit jejich konce, aniž by došlo k externí kolizi rukojetí. To poskytuje operatérovi větší rozsah pohybu, na druhou stranu však klade důraz na používání jedné ruky více než druhé.

Cílem robotické laparoskopie (R- LESS) je překonat všechny výše zmiňované překážky. V současné době se jedná o nejslibnější technologickou inovaci v této oblasti, neboť umožňuje překonat prostorová omezení a nepřímý přenos síly, s čímž se setkáváme při užívání běžných instrumentů, a dále umožňuje provádění intrakorporální sutury. Dále byly vyvinuty instrumenty pro operaci jediným portem speciálně pro účely R- LESS a v současné době jsou komerčně k dispozici jako platforma pro systém da Vinci Si (Intuitive Surgical, Sunnyvale, CA, USA) (obr. 5). Tato nová operační platforma obsahuje jediný port s několika kanály, do něhož se zavádí dvě zahnuté robotické kanyly, jež umožňují průchod semirigidních instrumentů. Instrumenty se v trokaru navzájem zkříží –  instrument, který vstupuje trokarem na levé straně, je v dutině břišní napravo a naopak [31]. Systém da Vinci toto automaticky detekuje a asociuje špičky ipsilaterálních instrumentů s operatérovýma rukama, čímž je zajištěn plynulý pohyb zkříženými kanylami. První úspěšnou humánní studii zabývající se R- LESS uveřejnili Kaouk et al, kteří zjistili, že kloubovitý design a stabilita robotických instrumentů usnadňuje intrakorporální preparaci i suturu [32]. Cestari et al v nedávném hodnocení využití R-LESS při pyeloplastice uvádějí, že tato metoda je technicky proveditelná a reprodukovatelná. Autorino et al v nedávné době provedeném systematickém přehledu zaměřujícím se na R- LESS vyzdvihují významné pokroky a zdokonalení technologií, k nimž došlo od publikace první klinické studie v roce 2009 [33].

Významný pokrok představuje v každém případě instrumentárium pro zavádění jedním portem, což umožnilo překonat řadu potíží, zejména kolizi instrumentů a nedostatečnou triangulaci. Vzhledem ke koaxiální orientaci kamery však dochází k významné externí kolizi robotických ramen, která je překážkou očekávanému zlepšení viditelnosti a ovladatelnosti typickému pro robotickou platformu. Špičky instrumentů rovněž nejsou vybaveny technologií EndoWrist^®, což je pravděpodobně důvodem, který vyčleňuje robotiku mimo rámec standardní laparoskopie. Joseph et al popsali tzv. „tyčinkovou“ techniku, při níž jsou porty uspořádány ve tvaru trojúhelníků a instrumenty se kříží v oblasti pupku, čímž se maximalizuje vzdálenost mezi robotickými rameny, a robotická konzole je přeprogramována pro výměnu stran instrumentů [34]. Pro docílení redukce nebo eliminace kolize robotických ramen by měla mít ideální R- LESS platforma nízký externí profil, měla by umožňovat zavádění instrumentů jediným portem a zajistit triangulaci instrumentů při současném zachování dostatečné síly pro zajištění spolehlivého tahu a maximální svobody pohybu pro provádění precizních manévrů.

V současné době závisí systémy NOTES na instrumentech, které lze užívat v kombinaci s flexibilními endoskopy a endoskopickou kamerou, což může působit významná omezení při výkonech prováděných ve větším prostoru, jakým je např. břišní dutina. Někteří autoři navrhují jako možné řešení těchto komplikací při LESS a NOTES užívání in vivo robotické platformy.

V současné době probíhá zajímavý výzkum testující prototypy robotických systémů pro techniky LESS a NOTES. Dario a Cuschieri vyvinuli systém SPRINT (Bimanuální robot pro laparoskopickou operaci jedním portem). Jedná se o moderní dálkově ovládané bimanuální robotické zařízení, které se celé zavede do břišní dutiny. Tento robot byl vyvinut s cílem překonat všechny limitace technik LESS a NOTES (obr. 6) [35]. Zařízení je tvořeno 30mm přístupovým portem, kterým se do dutiny břišní zavádí dvě robotická ramena a stereoskopická kamera. Záznam ze stereoskopického displeje se přenáší na 3D monitor, operatér ovládá polohu i orientaci prostřednictvím dvou dotekových rozhraní a nožního pedálu. Předběžné in vitro testy nasvědčují tomu, že tento moderní dálkově ovládaný (na bázi master/ slave) minirobotický systém by se mohl v blízké budoucnosti stát spolehlivou pomůckou pro techniku LESS [36].

Vědci z nebraské univerzity vyvinuli extrémně obratnou minirobotickou platformu, která se rovněž zavádí skrze jedinou incizi a sestavuje se intrakorporálně [37]. Platforma je tvořena dvěma robotickými rameny připojenými k hlavní části a upevňovací lištou, která je připojena k externímu podpůrnému modulu a ramenům. Efektory na koncích in vivo ramen jsou vzájemně zaměnitelné a umožňují manipulaci s tkání, elektrokauterizaci a provádění sutury. Dolghi et al demonstrovali využití tohoto systému při několika výkonech včetně cholecystektomie a preparace tenkého střeva na prasečím modelu. Užití platformy však bylo omezeno nepříznivými kinematickými vlastnostmi [38,39].

Významný technologický pokrok usnadnil vývoj technik LESS a NOTES. Zejména využití robota da Vinci pro tyto účely nabízí řadu výhod a rozšiřuje možnosti využití R- LESS, jak je známe z doby publikace prvních klinických studií v roce 2009. Implementace speciálně designovaných instrumentů v současné době posunuje možnosti zavádění robotické technologie pro účely LESS správným směrem. V současné době dostupné systémy jsou však stále příliš masivní, a jsou tedy zatím na míle vzdáleny ideální robotické platformě. Doufejme však, že další zdokonalování těchto systémů a výzkum v této oblasti podpoří rozšíření využití technik LESS i NOTES.

Jeffrey A. Cadeddu, MD

Department of Urology

UT Southwestern Medical Center

5323 Harry Hines Blvd, J8.106

Dallas, TX 75390-9110

Jeffrey.Cadeddu@utsouthwestern.edu