«Я, робот»

В каких случаях применяется роботизированная хирургия, что сдерживает ее развитие и могут ли роботы-хирурги навредить человеку

Проектирование роботов-хирургов началось в 60–70-е годы прошлого века и было связано с повышением автономности подводных лодок и космических кораблей. Когда длительность походов и полетов стала превышать полгода, назрел вопрос, как предоставить экипажу профессиональную хирургическую помощь, не имея хирурга на борту. Задолго до частичной реализации этой идеи писатели-фантасты, уже предсказавшие эру роботов в промышленности и быту, описали, как высоко смогут вознести хирургию механические руки роботов.

Что это такое и когда применяется

Первая операция с использованием робота — биопсия головного мозга — была выполнена в 1985 году, а одной из первых роботизированных хирургических систем стала PUMA 560, созданная в Англии для трансуретральной резекции предстательной железы (операция, при которой через уретру специальными электрохирургическими инструментами удаляют ткани предстательной железы при ее разрастании). Оказалось, что робот может выполнить эту операцию всего за 5 минут!

В настоящее время роботы используются практически во всех медицинских специальностях. Существуют автоматические роботы с фиксируемыми программами (выполняют один и тот же порядок действий по заложенному алгоритму), репрограммируемые (могут выполнять различные манипуляции в соответствии с заложенными алгоритмами), адаптивные и обладающие разумом (имеют «органы чувств» — датчики приближения и камеры, позволяющие роботу самостоятельно изменять алгоритм своих действий в зависимости от ситуации), роботы-манипуляторы с дистанционным управлением, которые используют в телеоперационных. Кроме того, есть устройства, управление которыми осуществляет непосредственно человек, роботы, работающие в режиме master-slave (робот полностью повторяет действия оператора), системы, копирующие действия человека, а также полуавтоматические машины и мобильные системы-роботы.

Широкое применение роботы нашли в нейрохирургии, где требуется особенная прецизионность (точность). Так, робот MINERVA обладает точностью манипуляций 0,1 мм и высокой степенью автономности. Устройство может быть оснащено различным инструментарием и связано с компьютерным томографом (КТ) с помощью фиксирующей рамки на голове пациента. Компьютер по данным КТ самостоятельно рассчитывает кратчайший путь к искомой точке в головном мозге, не затрагивая важные структуры. Робот может вводить радиоактивные капсулы для облучения метастазов, значительно снижая радиоактивную нагрузку на организм. Манипуляторы другого аппарата, используемого в неврологии, — NeuroArm — устраняют дрожание рук, чтобы исключить случайные повреждения во время операции.

В офтальмологии благодаря микроманипуляторам обеспечивается недостижимая для человеческой руки амплитуда движений в несколько микрон. Лазерная коррекция близорукости, дальнозоркости и астигматизма является стандартом в современной офтальмологии, а ведь лазером управляет робот по предварительно заложенной компьютерной программе, написанной на основании предоперационной проверки зрения.

В травматологии используется система Robodoc. Этот робот формирует полости для установки протеза тазобедренного и коленного суставов, предварительно смоделированные на основании данных КТ в точном соответствии параметрам протеза.

Другим направлением стало создание рук-ассистентов, управляющих камерой посредством команд хирурга. К таким роботам-ассистентам относятся системы Aesop (Эзоп) и ZEUS (Зевс). В эндоскопии применяются микророботы-колоноскопы, самостоятельно продвигающиеся по просвету толстой кишки, ведя видеосъемку, которую впоследствии анализирует врач.

Только без рук!

В 2001-м профессор Жак Мореско, находясь в Нью-Йорке, выполнил первую в мире трансатлантическую операцию — удаление желчного пузыря пациенту из Франции, используя хирургическую систему Da Vinci. Этот робот весит около полутонны и установлен в нескольких сотнях клиник по всему миру, с его помощью выполняется целый спектр урологических, неврологических, сердечно-сосудистых и лапароскопических оперативных вмешательств. Система состоит из двух блоков — пульта управления с 3D-монитором и блока управления, оснащенного сверхгибкими тонкими манипуляторами. Робот копирует все движения хирурга, амплитуда которых уменьшена, а доступный объем увеличен в несколько раз.

В России робот установлен в Москве, Санкт-Петербурге, Ханты-Мансийске, Екатеринбурге, Новосибирске, на о. Русский. Недавно Da Vinci появился в самарской областной больнице имени Калинина, но главный уролог страны Дмитрий Пушкарь считает, что этого недостаточно: один-два робота должны быть в каждом регионе. Между тем, по американским данным за 2011 год, 85 процентов всех операций по удалению рака простаты выполнено с использованием Da Vinci, что позволяет сохранить и удержание мочи, и потенцию.

Плюсы и минусы

Преимущества роботизированной хирургии состоят в прецизионности, минимальной травматичности, возможности выполнения новых оперативных вмешательств при анатомически труднодоступных локализациях, хороших косметических результатах. В сердечно-сосудистой хирургии роботические технологии совершили переворот, значительно снизив необходимость в переливании крови.

В то же время роботическая хирургия обеспечивает визуальный контроль хода операции, а точность действий робота существенно снижает риск случайного повреждения органов и тканей.

Часто в развитии осложнений, о которых в последнее время много говорят противники развития этого направления хирургии, следует винить не робота, а хирурга-оператора. Понятие «не справился с управлением», к сожалению, применимо и к роботической хирургии, предъявляющей особые требования к подготовке специалистов.

Русский робот

В нашей стране ведутся собственные разработки роботов-хирургов. Отечественных специалистов не устраивал размер комплекса Da Vinci, который занимает большую часть операционной. К другим недостаткам Da Vinci относят сложности при подключении манипуляторов к пациенту, этот процесс на начальных этапах освоения методики может занимать несколько часов, а человек все это время находится под наркозом. И, наверное, главная проблема — робот Da Vinci стоит около 150 млн рублей, позволить его себе могут единичные лечебные учреждения. Поэтому Институт конструкторско-технологической информатики РАН и группа специалистов создали прототип робота, отвечающего требованиям хирургов: небольшой размер, низкая стоимость, быстрый монтаж, — и назвали его «русским роботом». Пока существует лишь прототип, сам проект требует дальнейшего финансирования.

Автор: Тарас Нечай — врач-хирург, к. м. н.

Дополнительные материалы:

«Я, робот»: MS Word

«Я, робот»: Acrobat Reader