Роботы-хирурги: настоящее и будущее

В 1985 году впервые во время хирургической операции был задействован робот. С тех пор прошло без малого 40 лет. От роли простых инструментов роботы переходят к более сложным и ответственным миссиям хирурга и ассистента.

• Инструменты и хирурги
• Наиболее известные в мире роботы-хирурги в схеме «ведущий-ведомый»: da Vinci, Versius, MiroSurge
• Роботы-хирурги нового поколения
• Космический робот-хирург MIRA
• Da Vinci — главный робот-хирург в России
• Роботические операции в России в цифрах
• Робот-хирург российской разработки
• Итоги

Инструменты и хирурги

До последнего времени большинство роботов-хирургов были скорее инструментами, чем хирургами. Они полностью зависели от человека и функционировали по принципу «ведущий-ведомый», повторяя человеческие движения.

Фото из блога https://vk.com/davincisurgery

Однако в прошлом году инженеры из Университета Джона Хопкинса в США создали новый тип робота, который смог самостоятельно провести операцию. Также об автономных операциях говорят в компании Virtual Incision, которая разрабатывает космического робота-хирурга MIRA.

Наиболее известные в мире роботы-хирурги в схеме «ведущий-ведомый»

Da Vinci

Один из самых популярных роботов-хирургов. Производится компанией Intuitive (США). На его основе в России базируется почти вся роботическая хирургия.

Фото из блога https://vk.com/davincisurgery

Подробней о da Vinci можно прочитать здесь.

Versius

Создан британской компанией CMR Surgical. Первые операции с помощью Versius были произведены в 2020 году.

Место хирурга находится за консолью робота. Управление происходит с помощью двух джойстиков и 3D-экрана. Три роботических руки, повторяющие человеческие по размеру и форме, сочетаются с трехмерной визуализацией. С их помощью хирург может имитировать собственные движения.

MiroSurge

Разработка немецкого аэрокосмического центра. Робот, так же как и предыдущий, состоит из трех манипуляторов, которые крепятся на столе. Клинические испытания начались в Индии в 2017 году, в 2019 году разработку представили в США. Как утверждается, MiroSurge позволяет без подключения аппарата искусственного кровообращения проводить операции на бьющемся сердце.

Роботы-хирурги нового поколения

Автономный робот Smart Tissue (Star), созданный инженерами из Университета Джона Хопкинса в США, сшил концы разорванного кишечника у четырех свиней, пока они находились под наркозом. Судя по отзывам, результат оказался даже лучше, чем у хирурга-человека. Особенностью процедуры было выполнение ее с помощью микрохирургии, так называемой «keyhole surgeryс» — замочной скважины.

Процедура Star была не первым случаем, когда робот выполнял операцию с таким уровнем автономии в хирургии.

Устройство TSolution-One (оно же RoboDoc) ранее было одобрено FDA (Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США) для подготовки человеческих конечностей к замене суставов в соответствии с планом хирурга.

И уж конечно нельзя не вспомнить про роботов-хирургов, которые выполняют внедрение мозговых имплантов компании Neuralink, о которых мы писали в одной из предыдущих статей.

Космический робот-хирург MIRA

Мы выделили его в отдельный раздел, так как он стоит наособицу, сочетая в себе возможности первых и вторых роботов-хирургов.

MIRA — разработка компанией Virtual Incision (США). Робот-хирург, предназначенный для работы в космосе. Его испытания должны начаться на МКС в 2024 году.

По словам разработчика, MIRA сможет проводить операции при отсутствии хирурга-человека на орбите. Его может контролировать специалистом с Земли, но есть и режим полностью автономной работы. Кроме того, в отличие от остальных роботов, MIRA отличается миниатюрными размерами.

Планируется, что на МКС робот будет работать в автономном режиме.

Da Vinci — главный робот-хирург в России

С помощью этого робота-хирурга осуществляются практически все роботизированные операции в нашей стране. Врач управляет системой с помощью консоли, снабженной манипуляторами. 3D-окуляры позволяют ему просматривать операционное поле в высоком разрешении с возможностью десятикратного увеличения. Согласно данным сайта da Vinci, в 2022 году в России установили целых 5 систем четвертого поколения da Vinci Xi.

По количеству операций, выполненных с помощью da Vinci в прошлом году лидировали НИИ-ККБ №1 им. проф. С.В. Очаповского (Краснодар), ГКБ им. С.П. Боткина (Москва) и МКНЦ им. А.С. Логинова (Москва).

Пример такой операции можно посмотреть на видео.

Роботические операции в России в цифрах

По данным сайта da Vinci, с начала российской роботической программы в 2007 году по текущий момент было выполнено около 28 тыс. операций. За 2022 год было проведено 4463 операции, что показывает хоть и незначительный, но уверенный рост в сравнении с прошлым годом (4099 операций в 2021 году).

Диаграмма с сайта da Vinci

Робот-хирург российской разработки

В России с 2016 года идет разработка российского «робота-хирурга», патенты на которого принадлежат компании AST. В частности, робот будет предназначен и для стоматологической хирургии с помощью лазара. По сообщению академика РАН Олега Янушевича, аналогов этого робота в мире нет. Кроме стоматологии, робот может использоваться для нейрохирургии, абдоминальной хирургии (брюшная полость) и др.

17 марта 2022 года на онлайн-собрании Научного совета РАН «Науки о жизни» на тему «Фундаментальная наука и технологии создания медицинских изделий» была проведена презентация российского робота для хирургии (42 минута и далее).

Выступивший на том же собрании руководитель Клиники урологии Московского государственного медико-стоматологического университета имени А. И. Евдокимова (МГМСУ) Дмитрий Пушкарь, сообщил, что, в отличие от роботического комплекса da Vinci (стоимость 320-350 млн руб., ежегодные затраты на сервис в районе 11-12 млн руб., набор инструментов/расходников на одну операцию 200-300 тыс. руб.), российский робот окажется намного дешевле, поэтому операции с его помощью смогут войти в ОМС, а сама платформенная разработка будет подразумевать дальнейшее внедрение искусственного интеллекта, обученного на базе Big Data.

В настоящее время ведутся испытания на животных. Готовится регистрация робота и его внедрение в клиническую практику.

Итоги

Как видим, роботическая хирургия развивается огромными темпами, охватывая все больше областей применения, но пока преждевременно говорить о полностью автономной работе подобных систем. Главные проблемы:

• недостаточные массивы Big Data,
• очень дорогая и непростая сертификация,
• возможное введение и ужесточение правил, регламентирующих использование искусственного интеллекта,
• высокая стоимость таких роботов, а также расходных материалов и обслуживания.