Робот-хирург – гаджет, который не позволит человеку-хирургу ошибаться


«Главное отличие самурая от хирурга в том,

что когда он разрезает живот, то знает точно – зачем.»

Анекдот

Писатели, создающие свои произведения в жанре фантастики, описывали хирургию будущего в исполнении полностью роботизированных систем, не требующих участия человека в принципе – только лишь в качестве пациента. У роботизированной хирургии большое будущее, поскольку она позволяет резко повысить выживаемость прооперированных пациентов по многим причинам, в т.ч. малые потери крови, минимальные повреждения тканей тела при операциях, практически полное отсутствие рисков инфицирования, гарантированная застрахованность от ошибок человека-хирурга. Последнее мне лично особенно импонирует – робот не умеет ошибаться и не позволит ошибиться человеку. Роботизированная хирургия получила свое развитие гораздо раньше, чем большинство из вас, читатели, могут предполагать – все началось еще в 1985 году…

робот-хирург

Футуристический робот-хирург

Первой разработкой в области роботизированной хирургии стал робот-манипулятор Stanford arm, созданный в 1972 году американским изобретателем Виктором Шейнманом – это был первый в мире полностью электрический манипулятор, управляемый дистанционно.

рука-робот

Первый роботизированный манипулятор

Изначально Шейнман предполагал внедрить свое изобретение на промышленных сборочных конвейерах, поэтому продал свою разработку крупнейшему американскому разработчику промышленных манипуляторов – компании Unimate.

Пума-650

Робот-манипулятор «Пума-650»

Предназначенная для хирургических операций модификация этого робота, созданная на базе Stanford arm компанией Unimate при финансовой поддержке автомобильного гиганта General motors получила название Puma-650 — первая хирургическая операция с его использованием (нейрохирургическая биопсия) была успешно проведена в 1985 году в США.

робот хирург

Хирургический робот ProBot

Следующим роботизированным хирургическим прибором стал робоманипулятор ProBot, созданный в Имперском колледже Лондона в 1988 году и предназначенный только для операций на предстательной железе – первая операция с его применением проведена в том же году доктором Натаном Сентхилом в лондонской больнице Св. Томаса и прошла успешно.

робот хирург

Хирургический робот Robodoc

В 1986 году научно-исследовательский центр IBM имени Томаса Дж. Уотсона совместно с Университетом Калифорнии города Дэвис разработали роботизированную систему, предназначенную для эндопротезирования тазобедренного сустава – этот робот-хирург получил название Robodoc.

Следующая роботизированная система манипулирования, получившая название Zeus, была создана по заказу американского авиакосмического агентства NASA – цель заказа заключалась в создании программируемого автоматического манипулятора, способного выполнять некоторые задачи в открытом космосе вне орбитальной станции. Медицинская модификация робота Zeus (Зевс), предназначенная для проведения хирургических операций и разработанная совместно американскими компаниями Hermes control center и Socrates Telecollaboration, оснащалась тремя руками-манипуляторами – одна из них выполняла функции эндоскопа, что позволяло проводящему операцию хирургу видеть оперируемый орган, два других манипулятора становились «руками» хирурга, управляющими различными хирургическими инструментами.

робот хирург

Робот хирург Зевс на операции

Прототип Zeus был продемонстрирован медицинским кругам в 1995 году, в течение двух последующих лет робот тщательно тестировался в лабораторных условиях. Первая выполненная им операция – коронарное шунтирование – была проведена в 1998 году. В последующие два года проектировщики робохирурга из компании Computer Motion, Inc, приобретшие права на него, оснастили «Зевса» 28-ю различными хирургическими инструментами для его манипуляторов, в знак признания его медицинских характеристик Zeus был официально разрешен для проведения операций в США – соответствующее разрешение было предоставлено его производителям ФДА, федеральным агентством по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США.

робот хирург

Робот хирург «Да Винчи»

В начале 90-х Стенфордский институт SRI International получает заказ от армии США на разработку хирургического робота, способного оперировать пациентов под дистанционным управлением хирургов. Разработанные в рамках этого заказа технологии в 1994 году были объединены воедино ученым-робототехником Фредериком Моллом, впоследствии основавший компанию Intuitive Surgical Devices, Inc, главным продуктом которой стал широко известный сегодня робот-хирург «Да Винчи». Прототипами этого робохирурга были роботы «Ленни» и «Мона», также названные в честь Леонардо да Винчи. Первые модели робохирурга «Да Винчи» поступили в медицинские учреждения Европы в 1999 году, после одобрения ФДА в 2000 году – в медучреждения США.

Время с 2000 по 2003 годы два производителя робохирургов Zeus и Da Vinci, обладающих равными техническими характеристиками и возможностями, провели в судебных тяжбах между собой по взаимным обвинениям в нарушении патентного права. Наконец в 2003 их руководители решили прекратить тяжбы и объединить компании в одну, поскольку судебные разбирательства принесли серьезные убытки обеим сторонам. Компания Intuitive Surgical Devices, Inc поглотила Computer Motion, Inc, дальнейшая разработка и производство робохирурга «Зевс» прекращена – все существующие по нему наработки направлены на дальнейшее совершенствование робота-хирурга «Да Винчи».

робот хирург

Манипуляторы, управляющие роботом-хирургом

Роботизированная хирургическая система «Да Винчи» состоит из двух основных блоков – первых из них, операционный, вес которого 5 тонн, оснащен тремя или четырьмя «руками»-манипуляторами, второй консольный блок предназначен для хирурга, управляющего манипуляторами. Три операционных манипулятора представляют собой универсальные держатели хирургических и электрокоагуляционных инструментов, разработанных специально для этого робота, последний манипулятор оборудован двумя эндоскопическими видеокамерами, передающими изображение на операционную консоль хирурга. Во время операции хирург размещается у консольного блока, отслеживая ход оперативного вмешательства через стереоскопические (3D) окуляры, управляя двумя хирургическими манипуляторами при помощи рук, правой ногой – электрокоагуляционным манипулятором, левой – манипулятором с эндоскопическими камерами.

Программное обеспечение «Да Винчи» переводит движения хирурга вне зависимости от усилия, приложенного к рукояткам управления, в движения многократно меньшей силы, что позволяет выполнять операции на крайне малом пространстве и через минимально возможные отверстия в человеческом теле – диаметр отверстий под каждый манипулятор равен диаметру обычного карандаша. Стоимость робохирурга «Да Винчи», в зависимости от числа манипуляторов, составляет порядка 1 500 000 – 2 000 000 $ США.

робот хирург

Миниатюрные хирургические инструменты робота-хирурга

При целом ряде современных преимуществ оборудование для роботизированной хирургии слишком громоздко и массивно, стоит очень и очень недешево. В ближайшие годы, в особенности, когда истекут сроки действия патентов, принадлежащих производителю робохирурга «Да Винчи», на медицинском рынке появится сразу несколько более совершенных, миниатюрных и относительно дешевых (раз этак в десять!) хирургических роботизированных манипуляторов. И только тогда роботизированная хирургия перестанет быть дорогостоящей и редкой медицинской услугой, а высококвалифицированные хирурги из любой точки Земли смогут проводить операции удаленно, не тратя времени на дорогу – операционный блок в одной точке нашей планеты, управляющий консольный блок в другой, связь между приборами ведется по телекоммуникационным каналам.

В ролике я предлагаю читателям посмотреть, как управляемый хирургом робот «Да Винчи» очищает от кожицы виноградинку, не повреждая при этом ее – это нечто!

  • Если уж речь зашла о писателях-фантастах, то позволю себе процитировать Айзека Азимова, «Двухсотлетний человек». Обычный робот, всю свою жизнь положивший на возможность признания его человеком, спрашивает у робота-хирурга: — Вы бы хотели стать человеком? — Нет, я бы хотел стать более хорошим хирургом, а будучи человеком я этого не достигну.
    А пока все это лишь более совершенные хирургические скальпели.

  • Вот что действительно фантастическое в этих роботах, так это стоимость. Дочитав до момента про цену, я поняла, почему в странах СНГ не проводится таких разработок — просто нет инвестора, который смог бы оплатить такие проекты.
    Но хотя бы в США и Европе есть те, кто может себе позволить развивать роботизированную хирургию. Надеюсь, что со временем она станет действительно доступной для всех.

  • Использование такой техники для легких операций интереса не представляет, а вот дистанционное управление для действительно сложных операций ведущим хирургом из противоположной части мира — может послужить спасению большего числа человек.

    • И во время легких операций нередко бывают осложнения.
      Если бы цена на роботы была ниже, думаю, их бы использовали. Ведь благодаря малым отверстиям, через которые роботы способны делать операции, уменьшается риск для пациента и быстрее будет выздоровление.

  • А лично меня поразило то, что один из первых роботов-хирургов предназначался для промышленных сборочных конвейеров. Это заставляет задуматься о том, что все мы, люди, состоим из запчастей, которым периодически требуется ремонт.

  • Фраза «робот не умеет ошибаться» повеселила, а как же возможные ошибки в программном обеспечении роботов?
    А вообще — отлично, что разрабатывают таких роботов, которые могут делать операции на очень небольших участках. И управляться эти роботы должны только квалифицированными хирургами, мне кажется, не настолько еще развиты технологии, чтобы робот лучше врача понимал, что надо делать.

  • Мне кажется, что полностью отказаться от участия человека, то просто не смогут! Как видим в последнем ролике, то человек руководит! Мне пока не верится, что робот может думать и принимать решения, как человек, для меня пока это фантастика!