Технические науки

Роботы-хирурги: когда скальпель в надежных «руках» машины

16 июля 2017 0

Хирургическая система Да Винчи Xi в Уильям военном медицинском центре Вильям Бомонт

Хирургическая система Да Винчи Xi в Уильям военном медицинском центре Вильям Бомонт. Marcy Sanchez / wikimedia.org (CC0 1.0)

Роботы-строители, роботы-сиделки, роботы-водители… Ощущение, что прогрессивное человечество просто одержимо идеей создать себе электронного помощника. Но одно дело, когда робот протягивает тебе стаканчик кофе, и совсем другое – когда от умений машины зависит твое здоровье и даже жизнь. Поэтому сегодня мы поговорим о технологии, которая восхищает и пугает одновременно – о роботах-хирургах. А заодно выясним, почему общество и наука расходятся в оценках уникальных аппаратов, и чего стоит ожидать от «радиоуправляемого скальпеля».


 

Хирургия будущего

Появление роботизированной медицинской техники, пожалуй, было только вопросом времени. Нетрудно заметить, что роботы появляются, когда человеку нужна помощь. И если говорить о медицине, то помощь прежде всего нужна там, где решаются вопросы жизни и смерти. А именно: во время хирургических операций.

Всего какую-то сотню лет назад, в 1915 году, когда Морган Паркер изобрел серебряный скальпель, он и не мог подумать, что его творение преобразуется в электрохирургический нож, который улучшит качество и скорость проведения операций, а также сократит кровопотери. Сегодня же технологии дошли до того, что врач делает операцию руками своего механического ассистента – робота-манипулятора.

Хирургическая система Да Винчи Xi

Хирургическая система Да Винчи Xi в Уильям военном медицинском центре Вильям Бомонт. Marcy Sanchez / wikimedia.org (CC0 1.0)

Тут надо понимать важный момент – робот сам по себе операцию не делает. Он обязательно управляется высококвалифицированным хирургом, который может физически находиться на большом расстоянии он пациента. Интересует нас то, что находится между оперируемым и врачом – специальный телеманипулятор на компьютерном управлении. Его рукава со всеми инструментами находятся над пациентом. В это же самое время панель управления вынесена за пределы палаты. Хирург выполняет на манипуляторе все свои обычные действия: режет, пережимает, отрезает и сшивает. Все с точностью до миллисекунд происходит и в операционной. Только действия выполняют «руки» специальной установки. При этом робот действует точнее, с минимумом мельчайших надрезов и прочих инвазий. «Умные» датчики отслеживают участки, где началась кровопотеря и «заваривают» их.

На аппаратах нового поколения есть даже так называемые «интеллектуальные лезвия», которые могут, например, сразу определить, какую ткань режут – здоровую или пораженную раком.

Кроме того, манипуляторы оснащены сверхточными камерами, которые транслируют хирургу на экран микроскопические детали органов и тканей. Получается, что врач сохраняет за собой полный контроль над операцией, но делает это с точностью, как если бы он уменьшился и попал в тело оперируемого.

Кстати, потом пациенты меньше чувствуют боль, быстрее восстанавливаются после операции. Плюсы несет и клиника: сокращается расход обезболивающих средств, донорской крови, люди меньше времени проводят в стенах медучреждения.

Так в самом общем виде и выглядит «командная работа» хирурга и умного механического помощника.

Гениальные роботы проникают в операционные

Хирургическая система Да Винчи Xi

Хирургическая система Да Винчи Xi в Уильям военном медицинском центре Вильям Бомонт. Marcy Sanchez / wikimedia.org (CC0 1.0)

Вообще, роботы-манипуляторы и аналогичные системы появились довольно давно. Аж в 1983 году, когда биомедицинские инженеры из Ванкувера разработали «Артробота» – основоположника этой индустрии. Только за первый год эксплуатации с его помощью провели 60 операций, а National Geographic даже сняли о нем мини-фильм. Первая полностью роботизированная операция была проведена в Великобритании спустя 3 года – тогда с помощью устройства PROBOT осуществили трансуретальную резекцию предстательной железы.

Так, технологии набирали ход, и к началу 2000-х появился тот, чье имя известно во всем мире, причем не только среди хирургов. Роботизированная система Da Vinci.

На сегодняшний день Da Vinci – это самый совершенный робот-хирург. Любопытно, что в медицину он попал с подачи НАСА.

Дело в том, что разрабатывало его одно из управлений космического агентства для помощи астронавтам. Потом его хотели использовать для дистанционного проведения операций, например, на поле боя или в труднодоступных районах. Однако на этапе тестирования медики и разработчики поняли, что место Da Vinci – в обычных операционных, там он гораздо нужнее.

Свое название Da Vinci получил не случайно. У этого манипулятора 4 руки-рукава, которыми хирург может управлять одновременно: это и отсылка к Витрувианскому человеку, и нескромный намек на гениальность сего изобретения.
И это вполне заслуженно. Ведь устройство с высокой точностью ощущает каждое движение врача, при этом моментально отсеивает и не повторяет даже секундную дрожь в руке, пробежавшую от специалиста. Также Da Vinci снабжен камерами, передающими объемно стереоскопическое изображение. С его помощью уже в 1998 году немецкие врачи провели сердечное шунтирование, а через десять лет – первую пересадку почки, выполненную роботом.

Da Vinci постоянно модифицируют, но пока это самый универсальный робот-ассистент, абсолютный монополист и просто предел совершенства в сфере компьютерной хирургии.

Врачи соперничают с роботами?

https://www.youtube.com/watch?v=JT1b3QHi64o

Буквально с самого появления в медицине электронных помощников, стал назревать неизбежный вопрос. Кто же лучше справляется с задачами: врач или машина? Давайте разберемся.

Вот небольшая статистическая зарисовка. За 2000 год в мире были проведены 1000 операций с привлечением робота. В 2011 эта цифра достигла 360 000 операций за год, а в прошлом – 450 000. Цифры становятся еще более впечатляющими, если учитывать, что в среднем хирургический телеманипулятор стоит 1 390 000 долларов, а расходы обычно составляют 1500 долларов за процедуру, сама стоимость операции гораздо выше. Несмотря на это, спрос на роботов-хирургов только растет из-за их очевидной эффективности. Тогда почему не все врачи разделяют глобальные восторги?

В ответе на этот вопрос медики едины. Дело в том, что технологии, как это ни парадоксально звучит, развиваются слишком быстро. Во-первых, специалисты просто не успевают переобучаться и приноравливаться к работе с манипулятором. В среднем, на то, чтобы адаптироваться к сотрудничеству с роботом-ассистентом, хирургу требуется 12-18 операций. И первые десятки процедур проходят даже в два раза дольше, чем стандартное операционное вмешательство.

Второй момент здесь связан с учетом всех нюансов и вопросов безопасности. На самом деле, процент жалоб от пациентов из-за неполадок медицинских роботов относительно высок.

Как показало исследование Массачусетского университета, за 15-летний период использования в США роботов-хирургов на их «совести» оказались 144 смерти и более 1390 травм и повреждений пациентов.
Происходили инциденты из-за поломки инструментов, попадающих в тело оперируемых; ожогов тканей от электрических искр и элементарные сбои и системные ошибки, из-за которых операция сразу шла не по плану.

По данным Международной федерации робототехники, за последние 4 года спрос на роботов-хирургов на 2% все-таки упал из-за опасений, которые вызвали упомянутые выше факты.

Тем не менее, роботизированная и компьютерная хирургия – это будущее, которое стало настоящим. Даже с учетом всех существующих проблем, телеманипуляторы значительно совершенствуют процесс хирургического вмешательства для всех сторон: и врача, и пациента. Как и в случае со многими другими инновациями, стакан здесь наполовину пуст и полон одновременно. Но все-таки те уникальные возможности, которые открывает перед медициной робототехника, не позволят разработкам в этой области остановиться.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Рассказать друзьям

0 Комментариев

Подписаться на рассылку

Комментарии

Войти с помощью 

Присоединяйтесь к нам в социальных сетях

В наших группах вы можете узнать много нового и интересного, а так же - принять участие в опросах и конкурсах

Присоединиться
Присоединиться