Te technologie zmieniły medycynę

Współczesna medycyna jest trochę jak magia – sprawia, że świat staje się lepszy. Oczywiście, ta „,magia” ma mocne podstawy naukowe, a z dnia na dzień jej zakres się poszerza. Uczeni dokonują kolejnych przełomowych odkryć, a to, co jeszcze wczoraj „nieuleczalne” dzisiaj przestaje zabijać. Brzmi jak mrzonka, ale w dużym uproszczeniu, tak właśnie działa współczesna medycyna. Jej ważnym sojusznikiem są nowoczesne technologie stosowane w diagnostyce i leczeniu różnych chorób.

Prawdopodobnie nigdy nie dotrzemy do momentu, w którym w ogóle nie będziemy potrzebować lekarzy, ale wiele chorób już za kilkanaście lat nie będzie istnieć. Raczej nie uda nam się zahamować skracania telomerów i pokonać śmierci, ale średnia długość życia systematycznie się wydłuża. Medycyna dokonuje niesamowitych postępów. Większość z nich to zasługa ponadprzeciętnego intelektu i niezwykłego uporu lekarzy, ale żadne odkrycie nie dokonałoby się bez choćby najprostszego mikroskopu optycznego. Nowoczesne technologie są obecne w medycynie – niektórym pacjentom oszczędzają bólu, u innych przyspieszają rekonwalescencję, a czasami zastępują wadliwy organ. Poniżej znajdziecie krótki przegląd niezwykłych technik stosowanych obecnie przez lekarzy.

Cybernóż

Cybernóż (ang. Cyberknife) to zrobotyzowany akcelerator, owoc dynamicznego rozwoju radioterapii, który stanowi uzupełnienie klasycznej chirurgii. Takich urządzeń jest na świecie kilkaset, a trzy znajdują się w Polsce (Gliwice, Poznań i Wieliszew). Co tak naprawdę kryje się za wyjątkowo technicznie brzmiącą nazwą „cybernóż”?

Cybernóż, czyli nóż cybernetyczny to rodzaj robota o precyzji rzędu 0,1 mm. Ma on ramię, które dzięki możliwości obrotu wokół kilku osi, może poruszać się w różnych kierunkach. Na ramieniu jest zamontowany akcelerator emitujący promieniowanie fotonowe o napięciu 6 MV. Dzięki specjalnym kolimatorom, emitowaną wiązkę można plastycznie kształtować i tym samym napromieniowywać niewielkie zmiany, rzędu kilku milimetrów. Cybernóż nie narusza tkanek zdrowych, dzięki czemu jednorazowo można podawać wysokie dawki terapeutyczne. Zastosowanie podobnych przy standardowej radioterapii byłoby śmiertelne dla pacjenta.

• Zobacz również | Radioaktywna codzienność. Promieniowanie jest wśród nas

Używając noża cybernetycznego, nie trzeba już korzystać z tradycyjnego skalpela, znieczulenia miejscowego czy narkozy. Dzięki temu urządzeniu dokonuje się bezkrwawa operacja polegająca na namierzeniu guza nowotworowego i skierowania na niego zabójczych promieni X. Ta precyzja jest istotna w przypadku nowotworów zlokalizowanych w pobliżu ważnych dla podtrzymania funkcji życiowych organów, bo promieniowanie nie narusza ich struktury.

Pojedyncza sesja z wykorzystaniem cybernoża trwa od 45 minut do 2 godzin (w zależności od konkretnego pacjenta). Chory jest stale obserwowany przez personel medyczny oraz ma kontakt głosowy za pomocą interkomu. Niestety, cybernoża nie można zastosować u każdego pacjenta z chorobą nowotworową. Przeznaczony jest dla dwóch grup pacjentów onkologicznych:

1) pacjentów, u których szansa na trwałe wyleczenie jest duża i dlatego podejmowane jest leczenie radykalne;
2) pacjentów z zaawansowaną formą choroby nowotworowej, u których nie można zastosować klasycznych metod chirurgicznych.

Laserowe borowanie

Sen o bezbolesnej wizycie u stomatologa już wkrótce może się ziścić. Na świecie jest całkiem sporo osób cierpiących na dentofobię, która charakteryzuje się irracjonalnie wysokim lękiem przed borowaniem. To fakt, zabieg ten do najprzyjemniejszych nie należy, ale trudno się bez niego odejść w nowoczesnej stomatologii. Według przeprowadzonych na całym świecie badań, w borowaniu najbardziej przeraża strach przed bólem, który tak naprawdę może nadejść w każdym momencie. Już wkrótce strach przed borowaniem może być tylko historią.

Obecnie do gabinetów stomatologicznych na całym świecie jest wprowadzana technika borowania światłem lasera. Wielu dentystów jeszcze jej nie stosuje, bo obawia się wysokich kosztów z nią związanych i kwestionuje skuteczność. Niepotrzebnie. Borowanie laserem jest i skuteczne, i bezpieczne.

Borowanie laserem polega na opracowaniu ubytku przy użyciu najnowszego lasera na krysztale. Pozwala on usunąć próchnicę bezboleśnie i bezkontaktowo oddziałuje na szkliwo, zębinę i wypełnienia. Światło lasera nie narusza zdrowych tkanek zęba, a precyzyjnie usuwa próchnicę. To duża zaleta w porównaniu z tradycyjnym obrotowym wiertłem. Po borowaniu światłem, nie trzeba czyścić powstałego ubytku kwasem, dzięki czemu założona plomba trzyma się mocniej i jest trwalsza. Użycie lasera może nawet 5-6 razy zwiększyć wytrzymałość wypełnień.

Zastosowanie lasera dokładnie oczyszcza ubytek i sprawia, że próchnica nie będzie się w nim odnawiać. Jest to wynik wytwarzanych w procesie borowania laserem mikrokraterów, które lepiej wiążą wypełnienie kompozytowe. A co chyba w laserowym borowaniu zęba najważniejsze, znacznie zwiększa się komfort pacjenta, który nie odczuwa żadnego bólu ani dyskomfortu.

Pozytonowa tomografia emisyjna

Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) to technika obrazowania, w której rejestrowane jest promieniowanie powstające podczas anihilacji pozytonów (antyelektronów). Jest to badanie bezbolesne, w którym główną rolę odgrywa podana pacjentowi substancja promieniotwórcza, która ulega rozpadowi. Owa substancja zawiera izotopy promieniotwórcze o krótkim czasie połowicznego rozpadu, dzięki czemu większość promieniowania powstaje w trakcie badania, a sąsiednie tkanki nie zostają uszkodzone.

Zasada działania badania PET może wydawać się skomplikowana, ale tak naprawdę jest bardzo prosta. W rozpadzie promieniotwórczym powstają pozytony, czyli elektrony o ładunku dodatnim. Po przebyciu kilku milimetrów zderzają się z elektronami zawartymi w tkankach i ulegają anihilacji. Anihilacja jest to proces, w którym masa cząsteczek zostaje zamieniona na energię, konsekwencją czego jest powstanie dwóch fotonów o energii 511 keV każdy. Poruszają się one w przeciwnych kierunkach i są rejestrowane jednocześnie przez różne detektory, ustawione pod różnymi kątami w stosunku do ciała pacjenta. Dzięki temu można dokładnie określić miejsce powstania pozytonów.

W badaniu PET wykorzystywany jest fakt, że konkretne zmiany chorobowe powodują modyfikację metabolizmu niektórych związków chemicznych, w tym cukrów. Energia w naszych organizmach jest uzyskiwana głównie poprzez spalanie cukrów, w badaniach wykorzystuje się glukozę znakowaną izotopem, najczęściej fluorem-18. Jego czas połowicznego rozpadu to 110 minut.

PET stosuje się głównie przy badaniach mózgu, serca, stanów zapalnych niejasnego pochodzenia oraz nowotworów. Technika ta umożliwia wczesną diagnozę choroby Huntingtona, a w niektórych przypadkach także choroby Alzheimera, Parkinsona czy epilepsji. Diagnostyka PET pozwala z dużym prawdopodobieństwem rozpoznać zmiany nowotworowe – aż 90 % badanych przypadków, co nie udaje się przy zastosowaniu żadnej innej techniki obrazowania.

Robot chirurgiczny da Vinci

System chirurgiczny da Vinci to robot medyczny stworzony przez amerykańską firmę Intuitive Surgical. Opracowano go w celu ułatwienia wykonywania skomplikowanych zabiegów przy zastosowaniu chirurgii małoinwazyjnej. Robot jest szczególnie przydatny w zabiegach urologicznych, kardiologicznych i ginekologicznych, czyli wszędzie tam, gdzie nie ma miejsca na błąd nawet o ułamek milimetra.

W 2012 r. na całym świecie przeprowadzono ponad 200 tys. operacji z wykorzystaniem możliwości robota da Vinci. Nazwa maszyny pochodzi od nazwiska Leonardo da Vinci, któremu to przypisuje się pierwszy w dziejach projekt robota. System chirurgiczny da Vinci to urządzenie typu Master-Slave, gdzie za sterowanie odpowiada konsola z intuicyjnym interfejsem użytkownika (Master), a część wykonawczą stanowi robot medyczny o 3-4 interaktywnych ramionach, posiadających 7 stopni swobody (Slave). Uzupełnienie robota stanowią narzędzia chirurgiczne EdnoWrist i system wizyjny 3D.

Główną wadą robota da Vinci jest wysoki koszt zakupu urządzenia, który szacuje się na ok. 1 mln $. To skutecznie odstrasza wiele szpitali z całego świata, ale najlepsze placówki medyczne nie są go pozbawione. Jeden egzemplarz znajduje się także w Polsce, w Wojewódzkim Szpitalu Specjalistycznym we Wrocławiu. Niemałych nakładów finansowych wymaga również nauczenie lekarza obsługi i sterowania robotem. Wykonujący operację chirurg nie otrzymuje sprzężenia zwrotnego od ciała pacjenta lub stosowanych narzędzi. Musi polegać wyłącznie na obrazie wizualnym, co niestety może prowadzić do popełniania błędów.

Głęboka stymulacja mózgu

Głęboka stymulacja mózgu (DBS) to jedna z najbardziej niezwykłych metod leczenia. Polega ona na implantacji urządzenia zwanego rozrusznikiem mózgu, który wysyła impulsy elektryczne do określonej części mózgu. Terapia przynosi wyraźną poprawę w takich schorzeniach jak choroba Parkinsona, drżenie samoistne, dystonia czy przewlekły ból.

DBS powoduje zmianę aktywności mózgu w kontrolowany sposób, ale efekt zabiegu jest odwracalny. Usuwając implant, powracają także objawy choroby. Układ do głębokiej stymulacji mózgu składa się zasadniczo z trzech elementów: wszczepionego rozrusznika, doprowadzenia sygnału do odpowiedniego jądra mózgu i połączenia. Umieszczony w tytanowej obudowie rozrusznik jest zasilany przez baterię i wysyła sygnały elektryczne do mózgu, które oddziałują z odpowiedzialnymi za konkretne czynności neuronami. Sygnały elektryczne do mózgu doprowadza metalowy przewód pokryty izolującą osłonką poliuretanową. Doprowadzenie jest połączone z neurostymulatorem specjalnym przewodem, który biegnie przez czaszkę na zewnątrz głowy i dalej za uchem na szyję, a następnie do dołu podobojczykowego, gdzie najczęściej umieszcza się generator.

• Zobacz również | Lekarze, którzy przekroczyli granice etyki

Po implantacji zestawu, generator jest kalibrowany przez neurologa, pielęgniarkę lub technika w celu optymalizacji jego wpływu na objawy choroby. Bezpośrednim celem elektrod doprowadzających sygnały elektryczne do mózgu w leczeniu choroby Parkinsona jest jądro niskowzgórzowe.