Robotika u katetrizační ablace arytmií

Robotiku jako novou metodu provádění katetrizačních intervencí jistě nelze chápat pouze jako analogii roboticky prováděných chirurgických zákroků, které se velmi rozšířily i na mnoha našich pracovištích. Prapůvodním impulsem k zavedení robotiky byla poptávka vojenského a kosmického výzkumu k provedení chirurgického zákroku "na dálku" například v rámci vojenské nebo kosmické mise. Proto také ve vývoji hrála velkou roli americká NASA (National Aeronautics and Space Administration). Jiným impulsem k zavedení robotiky byl výzkum v oblasti katetrizačních ablací, především při léčbě fibrilace síní, kde dominuje nutnost provést výkon co nejefektivněji a co nejbezpečněji s cílem omezit radiační zátěž pro nemocného a personál, zkrátit celkovou dobu výkonu a standardizovat provádění zákroku. Lze si představit i takový vývoj, kdy díky robotice bude nahrazena rentgenová skiaskopie zcela, a to i například prováděním zákroku přímo pod kontrolou magnetické rezonance.

Robotizační techniky

Za posledních pět let se robotizační techniky postupně prosadily i v oblasti intervenčních katetrizačních zákroků. V roce 2004 byl představen první robotizační systém, který pracuje na principu magnetické navigace katetrů (Niobe od firmy Stereotaxis, St. Louis, USA), a v roce 2007, tedy o tři roky později, byly uvedeny do klinické praxe mechanické robotizační katetrizační systémy (Sensei, firmy Hansen Medical, Mountain View, USA). Proto se dá v současné době již hovořit o rozvinuté klinické aplikaci robotizačních technologií v intervenční kardiologii a intervenční srdeční elektrofyziologii tak, jak je známe z chirurgických robotizačních systémů.

Na přelomu tisíciletí byl v experimentu poprvé úspěšně použit systém Telstar, který používal k navigaci tří elektromagnetů chlazených tekutým heliem spolu s biplanárním angiografickým přístrojem. Posun katetrů v magnetickém poli byl umožněn umístěním mikromagnetů na konec katetru či drátěného vodiče tak, že měnil svoji orientaci podle změny výsledného vektoru magnetického pole. Intenzita magnetického pole představovala u tohoto systému 0,15 T. V prvním souhrnném sdělení Faddis popsal výsledky u 11 zvířat, kdy bylo možno úspěšně dosáhnout všech definovaných cílů - srdečních struktur, jako jsou plicní žíly, koronární sinus, u pěti zvířat pak byla provedena i úspěšná katetrizační ablace.

Současná klinicky využívaná verze magnetické navigace Niobe II firmy Stereotaxis již využívá k navigaci aplikaci dvou permanentních magnetů, které jsou umístěny protilehle podél hrudníku vyšetřovaného a navzájem koordinovanou rotací umožňují změnu orientace vektoru magnetického pole s intenzitou magnetického pole od 0,08 do 0,1 T. Všechny tyto manipulace provádí katetrizátor z ovládacího prostoru na dálku. Výhodou systému Niobe II je velká flexibilita katetrů, a tedy minimální riziko traumatizace srdečních struktur (např. perforace), ale zároveň je umožněna díky aplikaci magnetu vysoká stabilita katetru i během probíhajících tachyarytmií. Navigace Niobe II je kompatibilní s elektroanatomickým mapovacím systémem CARTO, lze samozřejmě používat i zobrazovací jednotku NavX. Jakýkoli bod rekonstruovaného povrchu mapovaného srdečního oddílu lze pak u systému CARTO použít k opětovnému navrácení katetru do požadované oblasti (systém totiž využívá v paměti uložených patřičných vektorů, odpovídajících směřování a poloze katetru v daném místě srdeční stěny). Katetr pro magnetickou navigaci je velmi flexibilní a má měkké zakončení (charakteru vařené špagety), takže jeho pohyb v srdečních dutinách není rizikový z hlediska možné perforace srdeční stěny. Od roku 2009 lze využívat chlazený katetr (katetr proplachovaný fyziologickým roztokem), jímž je možné dosáhnout požadované transmurality ablační léze. Přestože jde o systém, který je dnes využíván ve 130 centrech po celém světě a byl především instalován pro potřeby srdeční elektrofyziologie, je pro svoji vysokou univerzálnost (ta ho odlišuje od dvou jeho největších rivalů) čím dál tím častěji využíván intervenčními kardiology. Další významnou aplikací je provádění srdeční resynchronizační léčby, kdy se magnetické navigace využívá k zavádění elektrod pro levokomorovou stimulaci věnčitými žilami. Nicméně ani tato podpora dle našich zkušeností neumožňuje 100% úspěšnost, protože stabilita zavedeného vodiče negarantuje vždy dostatečnou oporu k zavedení "over the wire" elektrody. Na našem pracovišti jsme za rok 2009 provedli zhruba čtvrtinu ablačních výkonů s pomocí magnetické navigace, tj. necelých 200 výkonů.

Druhým klinicky využívaným systémem je elektromechanicky navigovaná katetrizační jednotka Sensei firmy Hansen Medical Inc. Tento systém je skutečným "potomkem" chirurgického robota da Vinci. Systém Sensei se skládá z řídící konzole, která ovládá mechanické rameno, v němž jsou mechanicky řiditelné dva převlečné zavaděče s největším rozměrem 14 Fr. Je umožněn pohyb zavaděče vpřed i vzad, vnější zavaděč má možnost pouze anteriorní flexe. Vnitřní zavaděč je možné také nezávisle posunovat vpřed a vzad, navíc má možnost jak flexe, tak i rotace ve všech stupních volnosti. Rotaci vnitřního zavaděče umožňuje nezávislý tah čtyř drátěných vodičů, navíjených rotorem na cívkách a umístěných v každém kvadrantu zavaděče, což dovoluje angulaci zavadeče o 360°. Externí zavaděč je tažen dvěma drátěnými vodiči, takže dovoluje jednosměrnou flexi a pohyb vpřed a vzad. Veškeré rotační pohyby umožňuje "joystick", který ovládá pohyb zavaděčů ve 3D rozměru. Ve spojení se systémem Sensei je pro mapování a ablaci možné využívat jakýchkoli katetrů, jež běžně používáme k manuálně prováděným výkonům (madla katetru se katetrizující během zákroku nedotýká, a tudíž ani není nutné používat jejich směrového ovládání). Na rozdíl od chirurgické robotizace, kde operatér nemá taktilní informaci, je systém Sensei vybaven informací o síle vyvíjené katetrem na srdeční stěnu ("Intelisense"), která se nepřetržitě zobrazuje na obrazovce. Stabilizací katetru se ve většině případů dosahuje extrémně dobrý kontakt se srdeční stěnou, což je nutné zohlednit při vlastní aplikaci radiofrekvenční energie. Systém Sensei zatím nepodporuje katetrizační zákroky v komorách, nicméně svoji flexibilitou a dalšími možnostmi uplatnění naznačuje další směr a perspektivy vývoje dálkově řízené katetrizační techniky. Systém je propojen softwarově s elektroanatomickým mapovacím zařízením NavX, takže operatér pak intuitivně využívá k navigaci katetru pouze 3D elektroanatomický obraz mapované struktury, funkce Co-Hesion, což významně minimalizuje nutnost použití RTG. Na výročním sjezdu ČKS 2010 referujeme o výsledcích našeho pracoviště v NNH, nicméně i podle dat z Kliniky kardiologie IKEM je jeho použití spojeno s dramatickým zkrácením rentgenové skiaskopie, především při katetrizačních ablacích fibrilace síní. Nedávno publikoval Di Biase data z jednoho pracoviště, kde srovnává běžné výkony s robotickým systémem Sensei u skupiny 390 konsekutivních nemocných, kteří byli randomizováni k manuální katetrizační ablaci (n = 197) a robotizačnímu výkonu (n = 193). Úspěšnost robotizačního zákroku byla 85 % oproti 81 % klasickým přístupem (p < 0,26). Autoři prokazují signifikantně kratší dobu RTG skiaskopie. V publikacích jsou samozřejmě zmíněny i komplikace, kdy nejčastěji jde o perforaci srdeční stěny, nikoli během mechanického pohybu, ale během aplikace RF energie. Nejzávažnější komplikace - a to vývoj atrioesofageální píštěle - u tohoto systému doposud nebyla popsána.

V tomto roce byly také poprvé publikovány výsledky z experimentu s využitím nového systému pod označením CGCI, vyvinutého firmou Magnetecs, USA. Jde o systém celkem osmi elektromagnetů, jež vyvinou intenzitu magnetického pole 0,1 až 0,2 T (systém Niobe operuje s permanentními magnety, které mění polohu mechanickými převody a vyvinou intenzitu magnetického pole 0,08 až 0,1 T, viz výše). U systému CGCI ve vzdálenosti přibližně 20 cm od magnetického zdroje již prakticky magnetické pole neúčinkuje. Systém vytváří proměnlivé elektromagnetické pole, a to umožňuje nejen ohyb katetru, ale je možné provádět i jeho rotaci podél dlouhé osy a je možné zvolit typ kontaktu se srdeční stěnou. Stejně jako systém mechanického robotizačního postupu umožní velmi rychlou odpověď na operatérem určenou změnu orientace a směřování katetru, což je opět u systému Niobe nevýhodou (dlouhá prodleva mezi zvoleným směřováním vektoru magnetického pole a vlastním provedením změny). Nicméně je zachována výhoda naprosto atraumatického "měkkého" konce katetru (obdobně jako u systému Niobe). Vzhledem k současnému vývoji ve spolupráci se systémem NavX bude tato navigace umožňovat operatérovi zvolit jako cíl konečné polohy katetru jakékoli místo (bod) na trojrozměrné rekonstrukci elektroanatomické mapy a systém umožní automatické "doručení" konce katetru na vyžadované místo. S první aplikací v klinické praxi se počítá počátkem roku 2010. Další novinku v robotizačních aplikacích přinesla firma CardioRobotics, která se zaměřila na vývoj systému epikardiální aplikace katetrizačních ablací. Jde o systém, kdy velmi flexibilní rameno (používá se termínu "Snake-Robot") zavedené epikardiálně lze manévrovat přímou vizualizací podél povrchu srdce, a tak zaručit konstantní kontakt se srdeční stěnou a vyhnout se během aplikací místům, jako jsou například věnčité tepny apod. Systém totiž počítá s přímou vizualizací (endoskopicky). V preklinických zkouškách bylo prokázáno jeho využití k účinnější formě epikardiálně vedené aplikace jak radiofrekvenční, tak i kryoterapie, je u něj možné opět využít elektroanatomické mapování CARTO a v tomto roce byl poprvé vůbec použit v Nemocnici Na Homolce v rámci klinického ověření k mapování a ablaci komorové tachykardie u člověka.

Závěr

Lze konstatovat, že robotizace reprezentuje prakticky novou platformu v provádění katetrizačních intervenčních zákroků v kardiologii.
To může ve svém důsledku vést až k možné aplikaci nových zobrazovacích systémů, kdy bude možné získávat trojrozměrný obraz v reálném čase, a v současné době používaný princip integrace obrazu tak bude rychle překonán. Je velmi důležité, že průkopníkem použití těchto doslova revolučních systémů je Česká republika, neboť systém magnetické navigace Niobe využívá již téměř tři roky Kardiologické oddělení Nemocnice Na Homolce a systém Sensei opět stejnou dobu Klinika kardiologie IKEM a Kardiologické oddělení Nemocnice Na Homolce.

Zdroj: Medical Tribune