Догнали и перегнали Америку
До сих пор лидирующие позиции в области ассистирующей роботохирургии принадлежали США. Американская разработка – робот Da Vinci без – с конца 1990-х годов используется в тысячах клиник по всему миру, в том числе и в России. Первая операция Da Vinci без в Москве прошла в 2014 году. Сейчас в нашей стране десятки таких аппаратов.
В перспективе проводить операцию хирург сможет, находясь в тысячах километров от пациента
Американский робот-хирург состоит из двух частей: блока управления, за которым во время операции находится врач, и «четырехрукого» блока-манипулятора. Одна из его «рук» держит камеру, через которую изображение передается на пульт врачу, две другие воспроизводят команды хирурга на управляющем блоке, а четвертая выполняет функции ассистента. При этом врач благодаря специальным 3D-очкам может очень близко и всесторонне рассмотреть место операции вплоть до самых мелких сосудов, а управляет движениями робота он при помощи специальных джойстиков, реагирующих на прикосновение кончиков пальцев. «Руки» робота-хирурга изгибаются на 90 градусов и имеют семь степеней свободы – гораздо больше человеческой кисти.
Однако при всех достоинствах Da Vinci без обладает и существенными недостатками. Хирургический комплекс очень громоздкий: вес одного только блока манипуляторов достигает 500 кг. Под эту махину часто приходится перестраивать операционные. К тому же стоит комплекс порядка 2 млн долл., не считая затрат на расходные материалы – стоимость их на одну операцию составляет порядка 100 тыс. руб. Кроме того, машина управляется в ручном режиме, удаленный контроль невозможен. Все это делает американское ноу-хау практически недоступным для массового использования.
После операции за судьбой свиньи Розы следят тысячи фанатов. У животного появился даже свой аккаунт в Instagram
Большинство этих недостатков устранено в российском аналоге. Отечественный робот-хирург разработан специалистами «Концерна «Радиоэлектронные технологии» (входит в госкорпорацию «Ростех») и Института конструкторско-технологической информатики РАН. Публичная презентация машины состоялась весной этого года. С помощью робота главный уролог Минздрава России Дмитрий Пушкарь провел операцию по удалению миомы матки у свиньи по кличке Роза. Событие вызвало бурную реакцию у общественности. Операция продлилась всего 40 минут, а уже через полгода у пациентки появилось потомство.
В сентябре 2018 года разработка была представлена на выставке «БИОТЕХМЕД». Робот-хирург оснащен четырьмя «руками»: две делают операцию, третья выполняет функции ассистента, четвертая – функции 3D-мониторинга. В настоящее время робот находится на заключительном этапе испытаний, который включает в себя отработку алгоритмов управления и передачи команд. Создатели машины полагают, что массовое применение робот получит после перехода систем связи на стандарты пятого поколения 5G, которые смогут обеспечить высокоскоростную передачу больших объемов данных. То есть в перспективе проводить операцию хирург сможет, находясь в тысячах километров от пациента. Цифровая система позволяет обеспечить высочайшую степень точности – до трех микрон, благодаря чему хирург может удалить, например, раковую опухоль практически бескровно. Компьютер, который является мозгом системы, позволяет многократно уменьшить движения рук и повторить их с максимальной точностью.
Отечественный прибор умеет работать с лазером, у Da Vinci такой опции нет. Наконец, главное практическое преимущество: робот-ассистирующую систему можно упаковать в один чемодан – она весит не более 12 кг, а роль громоздкого блока управления в ней выполняет легкий и компактный ноутбук. Это обеспечивает отличную мобильность и возможность добраться к пациенту в любой уголок страны. Проще решается вопрос и с расходными материалами: они также отечественного производства и изготавливаются на российских медицинских предприятиях.
В «Концерне «Радиоэлектронные технологии» раскрыть более подробные детали отечественной разработки отказались, сославшись на коммерческую тайну. Однако даже внешний вид опытного образца позволяет отметить его мобильность, легкость монтажа и широкое применение современных материалов. Корпус робота, ручки управления выполнены с использованием полимеров. Рабочие модули робота конструкторы всячески оберегают от постороннего глаза. Как рассказал Сергей Шептунов, директор Института конструкторско-технологической информатики РАН, технологические решения, примененные в данной машине, сегодня патентуются.
Гибкий подход
В свое время робот Da Vinci стал сенсацией для врачей всего мира. Однако его стоимость и размеры для многих больниц оказались непреодолимым барьером
Ученые давно задумывались о создании механических помощников для врачей. Эта тема интересовала даже военных, ведь робот может помочь раненым солдатам там, куда не сможет быстро добраться ни один доктор. Зато лучшие хирурги смогут управлять ходом операции дистанционно, выигрывая в том числе и во времени. После первой в мире операции при помощи робота-ассистента, проведенной в 1985 году на головном мозге, представители оборонных структур даже стали инвестировать в проекты в этой сфере. Однако поставить производство таких систем на поток пока не удалось. В начале 2000-х годов интерес к теме вспыхнул с новой силой, после того как врач в Страсбурге при помощи робота-ассистента дистанционно удалил желчный пузырь пациенту в Нью-Йорке.
С тех пор роботы-хирурги все активнее входят в повседневную жизнь современной медицины. Врачи особенно ценят гибкость и «вездесущность» своих технических ассистентов. Этими свойствами роботов в немалой степени наделяют продукты современной нефтехимической промышленности. Гигиеничные и легкие пластики, прочный гибкий латекс и другие материалы практически не оставляют болезни места, недоступного для хирургического вмешательства. Да и сами операции стали гораздо комфортнее для пациентов, восстановительный период сократился в разы.
Один из примеров успешного сотрудничества медиков и инженеров – создание робота-змеи Flex System. Этот ассистирующий робот представляет собой гибкую эндоскопическую систему, которой под силу провести операции без единого надреза на теле. «Змея» вводится пациенту через горло и может достигать самых труднодоступных мест. Систему можно применять для операций в ротовой полости, гортани и глотке, а в дальнейшем – и для более труднодоступных органов.
Благодаря еще одному роботу – SurgiBot – уходит в прошлое такая распространенная примета, как шрам на животе после аппендицита. Эта система позволяет сделать операцию по удалению аппендикса с одного прокола. Высокоточное попадание обеспечивает хирург, управляя двумя щупами и камерой-фонариком и наблюдая за процессом по монитору.
Ноу-хау упрощает жизнь
«Змея» вводится пациенту через горло и может достигать самых труднодоступных мест
Робот-ассистированные операции пока кажутся нам чем-то новым и непривычным. Однако уже сейчас можно с уверенностью сказать о том, что они облегчают жизнь и врачу, и пациенту, к тому же повышая уровень безопасности любого хирургического вмешательства.
Каким бы филигранным мастерством ни обладал хирург, при операции нельзя полностью исключить человеческий фактор. Едва дрогнувшая рука, отвлеченное на долю секунды внимание – обстоятельства, которых мы даже не замечаем в обычной жизни, могут стоить жизни человеку на операционном столе. Роботы-хирурги сводят этот риск к минимуму. Любое отстранение головы от монитора, которое, возможно, не почувствует и сам хирург, замечает «умная» техника, и, если оно окажется опасным, управление на пульте блокируется. Пациент застрахован и от внезапной дрожи в руках, и от нерасторопности ассистента, и от многих других неожиданностей.
Многочасовые бдения, стоя у операционного стола, тоже уходят в прошлое: врач управляет роботом сидя, а это значительно экономит силы, хирург гораздо меньше устает. В конечном итоге растет качество его работы, а у пациента – шанс на выздоровление. Точечное проникновение к месту проблемы, без лишних надрезов и травм, помогает пациенту быстрее восстановиться и легче перенести последствия операции.
Врачи и ученые уверены: скоро все это станет реальностью для большинства россиян. Как только первый российский робот-хирург пройдет все необходимые испытания, его планируется сделать массово доступным. И разработчики, и врачи, и представители Минздрава едины в своем мнении: робот-ассистированные операции необходимо ввести в систему обязательного медицинского страхования, чтобы помочь как можно большему числу людей.
Нефтехимия в медицине
Нефтехимия во всем мире давно сотрудничает с медициной. И не только на таком примитивном уровне, как производство полимеров, из которых изготавливаются медицинские контейнеры и одноразовые шприцы. Передовые технологии в медицине не обходятся без продукции нефтехимических производств. Полиуретановые эластомеры и полимеры широко используются в протезировании, помогая достичь необходимого эстетического эффекта и функциональности. Каркас многих современных изделий изготавливается на 3D-принтере из полиамидов. Силиконы и акрилы широко используются в косметологии. Журнал «Нефтехимия РФ» подробно освещал эту тему на страницах номера 2 (45) 2018 года.
Александр Вьюгин
