Роботы в медицине — Викиверситет

Плюсы и минусы

Как любой новый метод, роботизированные хирургические системы da Vinci имеют свои сильные и слабые стороны. Станислав Берелавичус прокомментировал «ПМ» плюсы и минусы подобных систем с точки зрения хирурга. Манипуляторы с инструментами имеют значительно большее количество степеней свободы по сравнению с лапароскопическими инструментами.

Увеличенное 3D изображение операционного поля в высоком разрешении с возможностью наложения данных компьютерной томографии или МРТ. Более точные движения инструментов приводят к меньшему травмированию и более быстрой реабилитации пациентов. Возможность масштабирования движений рук хирурга, что особенно важно при проведении тонких операций (например, сшивании мелких сосудов).

Диагност IBM Watson

Изначально этот суперкомпьютер был создан не для медицинских целей, но нашел свое применение в том числе в качестве диагноста. Главная задача IBM Watson – отвечать на вопросы пользователя, сформулированные на естественном языке. Ответы машина ищет в своей более чем обширной базе данных. Например, когда IBM Watson «готовился» к работе на врачей, он изучил свыше 600 000 медицинских документов и 25 000 историй болезни, при этом робот постоянно совершенствуется.

Сейчас он используется в больницах для определения диагноза и способа лечения. Врач загружает в суперкомпьютер сведения, полученные от пациента, симптомы, результаты анализов и прочую информацию, IBM Watson ее анализирует и выводит результат. При необходимости диагноз всегда можно скорректировать (например, если обнаружились новые симптомы).

Со стороны врача

Разумеется, da Vinci оперирует не по своему собственному произволу. Им командует хирург, который сидит за консолью в углу операционной, глядя в окуляры стереоэндоскопа высокого разрешения. Манипуляторы робота, находящегося в нескольких метрах от консоли, повторяют каждое движение хирурга. И это не какой-нибудь прототип, а вполне массовая хирургическая система, выпущенная тиражом более 2500 штук, которая выполняет более 200 000 операций в год по всему миру.

Система da Vinci, поступившая в больницы 14 лет назад, сегодня является самым распространенным хирургическим роботом в мире. И самым универсальным: началось все с урологической хирургии, но сейчас с помощью этого робота выполняют множество самых разных операций, его манипуляторы способны дотянуться почти до любого внутреннего органа.

Конечно, применение роботов изменило привычный порядок в операционных. «Роботоассистированные операции — это дальнейшее развитие минимально инвазивной (то есть с минимальным вмешательством) хирургии. Они значительно меняют характер операции как в плане работы врача, так и в плане безопасности пациента, — говорит Станислав Берелавичус, хирург и старший научный сотрудник Института хирургии им. А.В. Вишневского.

— Скажем, хирург теперь не стоит на протяжении всей операции — а она может длиться несколько часов — рядом с операционным столом, а сидит за консолью управления в нестерильной зоне, глядя в окуляры стереоэндоскопа. Казалось бы, мелочь, но ведь чем удобнее работать врачу, тем более точны его движения, а значит, менее травматична операция».

Как говорит Эндрю Вагнер, директор отделения минимально инвазивной урологической хирургии в Медицинском центре Beth Israel Deaconess в Бостоне, «как минимум пару раз в месяц тот или иной пациент просит меня показать руки. Люди озабочены вопросом, не дрожат ли у меня пальцы. Я показываю, стесняться мне нечего. Но теперь такие вещи не имеют никакого значения: когда робот масштабирует движения моих рук, он полностью сглаживает случайные вибрации».

Не бойтесь роботов

По словам Вагнера (а его мнение разделяет все большее число хирургов, которым довелось видеть da Vinci в действии), преимущество роботизированной хирургии состоит в том, что в ней соединяются человеческий разум, опыт хирурга и безупречная точность механизма. Манипуляторы с инструментами вводятся через совсем небольшие надрезы, при этом врач может орудовать ими более ловко, чем инструментами, используемыми в лапароскопии (метод хирургии, в котором операции на внутренних органах проводят через небольшие, 0,5−1,5 см, разрезы).

При этом пациент травмируется значительно меньше (не говоря уже о сравнении с традиционной открытой хирургией). Соответственно, снижается вероятность осложнений и сокращается время, необходимое на реабилитацию. По словам Станислава Берелавичуса, при роботоассистированных абдоминальных (в брюшной полости) операциях кровопотеря примерно на порядок ниже, чем при лапароскопических.

При простатэктомии (удалении простаты) открытым способом пациент после операции должен несколько дней оставаться в больнице. Если же операцию выполняет робот, это время можно сократить до одного дня. «Раньше все операции на простате и почках проводились открытым или лапароскопическим способом, а сейчас 90% из них выполняется с помощью робота», — говорит Вагнер.

Разносчик RoboCourier (SpeciMinder)

Этот робот был представлен швейцарской компанией Swisslog. RoboCourier, ранее известный как SpeciMinder, очень прост в управлении, обходит препятствия и способен перевезти до 30 кг груза. А еще он умеет ездить на лифте (а значит, перемещаться по разным этажам), при условии что лифт оснащен соответствующим интерфейсом.

Вторая волна

Спрос на хирургические системы растет, и ученые создают медицинских роботов второй волны, обладающих еще большей степенью автономности. В 2010 году группа разработчиков ультразвуковых излучателей в Университете Дьюка продемонстрировала своего робота, который был предназначен для биопсии. Первыми «испытуемыми» системы стали индюшачьи грудки, а затем ее успешно испытали на двух пациентках, которым был диагностирован рак груди.

Стивен Смит, руководитель группы, полагает, что разработанная под его началом методика должна оказаться значительным подспорьем в развивающихся странах. «Легко себе представить мобильный фургон, в котором смонтирован аппарат для маммографии, трехмерный сканер, наш робот и компьютер с соответствующим программным пакетом, — говорит Смит. — При такой постановке дела со всей работой будет управляться всего один лаборант».

Роботы-пациенты

Современные технологии предлагают врачам целый ряд реалистичных и «умных» манекенов, предназначенных для отработки различных навыков. Например, (младенец) и PediaSIM (6-летний ребенок) пригодятся педиатрам. Несколько симуляторов рожениц и их малышей (в том числе недоношенных) помогут акушерам. А если вы специализируетесь на реаниматологии, то к вашим услугам роботы Code Blue III (линейка включает модели взрослого и ребенка), HPS или, например, iStan.

Da Vinci в России

Первый хирургический робот da Vinci — модель S — был установлен в Екатеринбурге в 2007 году. В настоящее время в России насчитывается 14 систем da Vinci, из них 12 используются для клинических целей (модели S и более совершенные SI) — в Ханты-Мансийской ОКБ, 50-й ГКБ в Москве, НМХЦ им. Н.И. Пирогова, в Институте хирургии им. В.А.

Вишневского, ФЦСКЭ им В.А. Алмазова, ННИИ ПК им. ак. Е.Н. Мешалкина. С помощью этих систем сегодня выполняют достаточно широкий спектр операций в области урологии, гинекологии, общей хирургии, абдоминальной и кардиохирургии. На начало 2013 года в России было проведено более 1880 роботоассистированных хирургических операций.

На фото — Станислав Берелавичус, старший научный сотрудник, хирург отделения общей абдоминальной хирургии Института хирургии им. А.В. Вишневского:«Хирургические роботы — это не просто новый инструмент, это настоящий прорыв в минимально инвазивной хирургии. Они значительно расширяют возможности врача, поднимая на новый уровень безопасность пациента. Уникальные операции, которые раньше были по силам только отдельным специалистам, теперь могут стать массовыми.»

Робот человек

Впрочем, врачи, оперирующие с помощью системы da Vinci, весьма скептически относятся к подобным заявлениям. «Посадите человека без медицинского образования за консоль da Vinci — ну и что он будет делать? — спрашивает Станислав Берелавичус. — Более того, поскольку тактика роботоассистированных операций похожа на лапароскопическую, управлять системой должен не просто хирург, а врач, имеющий опыт подобных операций». В операционной нет места для непрофессионалов, причем речь идет не только о хирурге, но и обо всей операционной бригаде.

«Каждый пациент по‑своему уникален, — говорит Кэтрин Мор, руководитель медицинских исследований Intuitive Surgical, компании-производителя системы da Vinci. В теории можно себе представить автономный вариант da Vinci, который был бы наделен способностью выявить и удалить пораженную простату, используя подробную карту внутренних органов.

Во многом это упирается в проблему адекватного отображения. Легче сканировать твердые ткани, например кости. А вот мягкие ткани, пронизанные во всех направлениях сосудами и нервами, — всегда головоломка. Если системы типа Renaissance, позиционирующие при операции на позвоночнике сверло с субмиллиметровой точностью, или RIO, фрезерующий поверхность поврежденного сустава, могут действовать по заранее заданной программе, которая строится в соответствии с рентгенограммами, томографией и ультразвуковыми обследованиями и потом в ходе операции лишь подтверждается, то в области мягких тканей навигация представляет собой серьезную проблему».

https://www.youtube.com/watch?v=U7LhWWnQBJw

Так что развитие хирургических роботов явно не пойдет по прямому пути наделения их все большей автономностью. Автоматика и телемеханика — это просто две составляющие части общего робототехнического решения, а дальнейшие шаги в развитии искусственного интеллекта всегда будут подстраховываться человеческим разумом. Но всем ясно, что эпоха, когда врач ковыряется в чужом теле собственными руками, несомненно, подходит к концу.