Медицинские роботы по-настоящему помогают врачам спасать жизни людей. Именно поэтому соответствующие технологии активно развиваются во всех крупнейших странах мира. Внедрение робототехники в медицину приводит к радикальным изменениям, которые, в первую очередь, повышают выживаемость пациентов.
В России есть несколько команд, которые занимаются созданием хирургического робота. Одной из разработок занимается Российский университет медицины, рассказал заведующий кафедрой нейрохирургии Олег Левченко в рамках Научного совета РАН о развитии медицинской робототехники в России.
Необходимость создания робота, в первую очередь, была продиктована проблемами хирургии позвоночника. 44% нейрохирургических операций включают в себя транспедикулярную фиксацию — сверление отверстия в ножке позвонка для установки винта, который стабилизирует позвоночник. По сути, высверливание отверстия и установка винта осуществляются вслепую. Робот может сделать такую операцию точнее и безопаснее, чем человек.
Важно отметить, что в нейрохирургии робот не повторяет движения за хирургом, а работает самостоятельно по заранее подготовленной врачом программе. При этом машина сама по себе не учитывает анатомические особенности пациента и не реагирует на обратную связь от тканей.
Специалисты РУМ пытаются создать платформу, которая будет чувствительной к таким нюансам. Она состоит из цифровых инструментов для планирования операции, многосекционного хирургического стола, роботизированной системы — манипулятора с обратной связью, экспертной системы повышения качества вмешательства и двухслойных фантомов (симуляторов) позвонков с регулируемыми рентгенопрозрачными и деформационными свойствами.
Сегодня, по словам Олега Левченко, разработана система обратной связи, которая позволит роботу контролировать усилие в зависимости от этапа операции, система хранения и передачи медицинских данных. Также изготовлены фантомы человеческих позвонков, которые повторяют плотность и сопротивление костных тканей. Отдельно эксперт отметил систему, которая позволяет роботу совершать движения с точностью до десятой доли миллиметра, и не менее точный роботизированный стол для позиционирования пациента.
В настоящее время вуз готов собрать точный манипулятор, который объединит все эти решения в операционной.
Ключевое место в роботизации медицины занимает взаимодействие различных цифровых интеллектуальных технологий. В частности, предварительной симуляции и планирования операции, алгоритмов технического зрения с применением ИИ, роботизации движения медицинских инструментов, многомодальной интраоперационной визуализации в дополненной реальности, отметил директор НИИ «Технобиомед» Юрий Подураев. Ключевой проблемой, в свою очередь, остается аппаратная часть — практически все критически важное оборудование сегодня производится за рубежом.
Важную роль робототехника играет в процессе нейрореабилитации пациентов, подчеркнул генеральный директор Федерального центра мозга и нейротехнологий ФМБА России Всеволод Белоусов. Роботизированные устройства помогают людям восстановить движения, которые они утратили из-за повреждения нервной системы, а также вернуть мозгу нейропластичность.
Одни из главных компонентов реабилитационных систем — интерфейсы «мозг — компьютер». Устройство дает человеку обратную связь, позволяя актуализировать попытку совершения движения, рассказал старший научный сотрудник отдела нейрокомпьютерных интерфейсов РНИМУ Павел Бобров. Вуз занимается созданием неинвазивных интерфейсов, которые предназначены для пациентов с социально значимыми и распространенными заболеваниями, например, инсультом, церебральным параличом и другими.
Павел Бобров отметил, что в РНИМУ был создан первый интерфейс для клинического применения в России — «Экзокисть-2». Робототехнический комплекс показал свою эффективность для пациентов с инсультом и ДЦП. Сегодня вуз работает над развитием комплекса: его хотят сделать более портативным, дешевым, расширить возможность регулировки, а также научить аппарат работать с нижними конечностями пациентов.
Кстати, вопрос стоимости технологий для пациентов — одна из главных преград на пути роботизации медицины. Задача государства — обеспечить доступность решений, подчеркнул Всеволод Белоусов.
Интерфейсы «мозг — компьютер» и робототехнические комплексы — важная часть протезирования. Технологии позволяют все ближе подойти к созданию по-настоящему бионического протеза, который сможет практически полностью заменить утерянные конечности.
Директор Института бионических технологий и инжиниринга Дмитрий Телышев отметил, что будущее протезирования — за мягкой робототехникой на основе пневматических актуаторов из эластомеров. Разработанные институтом актуаторы, например, показали, что могут безопасно манипулировать очень хрупкими объектами.
Технология мягкой робототехники также применима в процессе реабилитации. Так, в институте тестируют прототип перчатки для пациентов со слабым хватом кисти руки, отметил Дмитрий Телышев.
Члены Научного совета РАН подчеркнули, что робототехника необходима современной медицине. В первую очередь, хирургии. Однако у экспертов возник закономерный вопрос: может ли робот выполнять медицинские операции без контроля со стороны человека?
Заместитель президента РАН, председатель Научного совета РАН «Науки о жизни» Владимир Чехонин отметил, что дать роботу свободу можно, но в серьезных случаях должен разбираться человек. Выбор характера медицинской процедуры определяется врачом.
