Роботы давно стали неотъемлемой частью нашей жизни: они не только убирают дома и собирают машины, но и спасают жизни. Заглянем в операционные будущего и узнаем, как российские учёные и инженеры создают роботов-хирургов, которые меняют привычный мир медицины.

Ещё недавно операции с участием роботов казались сюжетом из фантастического фильма, а сегодня это реальность: роботизированная хирургия развивается семимильными шагами, и Россия активно участвует в этой технологической гонке.

Леонардо был бы в восторге

Можно сказать, что началось всё ещё в 2000 году: тогда американские власти дали зелёный свет первому роботу-хирургу — Da Vinci. С тех пор этот аппарат от компании Intuitive Surgical стал настоящей звездой операционных, и более 7,5 тысяч таких роботов помогают врачам по всему миру.

Сейчас эта система по сути является синонимом роботизированной хирургии. Давайте разберёмся, почему Da Vinci так крут.

Da Vinci — сложная система, которая состоит из нескольких компонентов:

• Манипуляторы: Это руки робота, в которых находятся инструменты. Они обладают семью степенями свободы, что позволяет им двигаться с невероятной точностью и гибкостью.
• Консоль управления: Это место, где хирург управляет роботом: врач сидит за консолью и с помощью джойстиков и педалей управляет движениями манипуляторов.
• Система визуализации: Это 3D-камера, которая передаёт хирургу изображение операционного поля в высоком разрешении. Доктор видит операцию даже лучше чем собственными глазами — ведь камера может увеличивать изображение и показывать его с разных ракурсов.

Как же проходит операция с помощью Da Vinci? Хирург делает несколько небольших разрезов на теле пациента, через которые вводятся манипуляторы робота. Затем хирург садится за консоль управления и начинает оперировать, управляя движениями манипуляторов. Робот с ювелирной точностью повторяет движения хирурга, при этом его «руки» не дрожат и не устают.

Применяют его в самых разных областях хирургии: удаляют простату, почки, миомы, применяют в операциях на желудке, кишечнике, печени и даже выполняют шунтирование и манипуляции с клапанами сердца.

Но, как всегда, при всех его плюсах, минусов тоже хватает: Da Vinci очень дорого стоит, необходима специальная подготовка хирургов, да и саму систему нужно кропотливо настраивать под каждого пациента. При этом, как и любая другая техника, Da Vinci может выйти из строя.

Иногда технические сбои могут даже привести к смерти. Такой случай недавно произошёл: Сандра Сульцер из Флориды проходила операцию по удалению рака толстой кишки, и неполадки в работе аппарата привели к серьёзным повреждениям внутренних органов.

Позднее травма вызвала ряд осложнений, и потребовались дополнительным операции, которые к несчастью закончились смертью пациентки в феврале 2022 года.

Были и ещё случаи, когда дефекты робота могли вызывать ожоги внутренних органов... Как вы понимаете, до идеала пока что далеко.

Левша

Пока западные коллеги хвастаются своим Da Vinci, российские инженеры тоже не сидят сложа руки. Вот, например, «Левшу» разрабатывают.

«Левша» больше чем робот — это целая экосистема, которая включает в себя программное обеспечение, систему визуализации и, конечно же, сам аппарат с манипуляторами. Он предназначен для проведения операций на мозге и сердце — областях, где требуется ювелирная точность и максимальная концентрация.

Главная фишка «Левши» — уникальная технология передачи тактильных ощущений. Представьте: хирург управляет роботом дистанционно, но при этом чувствует сопротивление тканей, как будто держит инструмент в собственных руках. Это как играть на виртуальной гитаре, которая передаёт все вибрации струн.

Благодаря этой технологии, хирурги могут проводить сложнейшие операции с минимальным риском для пациента: ведь врач может буквально «наощупь» определить, с какой силой нужно воздействовать на ткани, чтобы не повредить их.

Помимо всего прочего, «Левшу» можно использовать как тренажёр для обучения хирургов: они смогу отточить свои свои навыки в виртуальной реальности, прежде чем оперировать пациентов. Например, система создаёт индивидуальный 3D-макет сосудов мозга пациента, что позволяет докторам выбрать оптимальную стратегию и снизить риски осложнений с 30% до 0.

Искусственный интеллект помогает хирургам во время операций: корректирует их действия, анализирует анатомию пациента и даже даёт рекомендации по лечению до и после операции.

А ещё с помощью «Левши» операции можно проводить удалённо, что довольно важно, так как опытных нейрохирургов всегда не хватает.

Кузница кадров

Роботы это, конечно, хорошо, но кто пишет для них программное обеспечение? Кто обучает их и готовит к работе в операционной? За каждым успешным проектом в области роботизированной хирургии стоят талантливые инженеры и программисты. И одним из ведущих центров подготовки таких специалистов в России является Сеченовский университет.

В образовательном пространстве «Информационные технологии в медицине» студенты не просто зубрят теорию, а получают практические навыки работы с роботами-манипуляторами. Они учатся их программировать, создавать алгоритмы и разрабатывать программное обеспечение, которое позволит роботам стать незаменимыми помощниками хирургов.

Мы выбрали самые передовые направления — технологии ИИ и робототехнику, за которыми будущее. Роботизация и автоматизация — это тренд в любой отрасли, в том числе и в медицине. Мы готовим специалистов, которые не только будут уметь работать с таким оборудованием, но и создавать новые технологии для системы здравоохранения.

Система Da Vinci хороша, но какие-то сложные операции можно проводить и с помощью отдельных роборук меньшего размера. Студенты учат роботов ассистировать хирургам во время операций. Представьте: робот держит инструменты, подаёт их хирургу и выполняет другие вспомогательные действия, словно опытный ассистент.

Ещё один крутой проект — «Робот-лаборант». Там разрабатывают алгоритмы, которые позволят роботам выполнять рутинные действия в диагностических лабораториях: сортировка биоматериалов, проведение анализов — всё это в будущем смогут делать роботы, что освободит время «человеческих» лаборантов для более сложных и творческих задач.

Вопросы без ответов

Развитие роботизированной хирургии, как и любой другой прорывной технологии, ставит перед нами ряд этических вопросов. Кто несёт ответственность за ошибки, которые допустил робот во время операции? Можно ли доверить роботу принятие решений о жизни и смерти пациента? Как быть с вопросами конфиденциальности данных, которые собрали аппараты во время операций?

Ответов на это пока что нет (во всяком случае, однозначных). Однако важно, чтобы развитие роботизированной хирургии сопровождалось всестороннем обсуждением, в которой участвовали бы не только инженеры и врачи, но и представители общественности.

В общем, роботизированная хирургия — это не просто хайповая технология, а новый этап в развитии медицины.

При этом роботы не заменят врачей (пока что), но станут их незаменимыми помощниками, второй парой рук и глаз. Уверен, что в будущем нас ждут ещё более удивительные разработки, которые сделают лечение более эффективным и доступным.

Такие дела.