Медицинская робототехника, под которой мы понимаем всю совокупность методов создания кибернетических систем и познания их технических характеристик, возможностей управления, является достаточно молодым и важным направлением исследований последних десятилетий. В этой области знаний объединились достижения очень многих смежных дисциплин. Создаваемые технические системы способны не только помогать врачам в постановке верного диагноза, структурировать и облегчать ведение медицинской документации, но и проводить хирургические вмешательства на внутренних человеческих органах, а также способствовать повышению качества реабилитации пациентов. Сложные роботизированные системы представляют собой устройства, позволяющие наиболее адекватно смоделировать характеристики и варианты управления, соответствующие некоторым функциям человеческого тела.
В настоящее время остаются актуальными две проблемы. Первая — надо философски понимать виды медицинской робототехники как одной из самых новаторских и междисциплинарных наук, определить фундамент, пути ее развития, возможности управления процессом исследования. Главное при этом, оставаясь на позициях конкретной науки, использовать ее потенциал как технологию, реализуемую в практической деятельности.
Вторая проблема же — сама медицинская робототехника. Она может помочь внести вклад в формирование нового класса кибернетических моделей для постановки мысленных экспериментов, описывающих процессы самоорганизации и условия формирования новой исследовательской парадигмы.
Научное общество, которое занимается проблемами медицинской робототехники, как и сама медицинская кибернетика подвержены совместным случаям развития эволюционирующих систем, и одним из этих случаев является наличие большого количества критериев, при дополнении научных теорий. В процессе развития теории отбираются согласно модифицирующимся обстоятельствам, одно из которых, это присутствие новых результатов, определенных функционированием имеющихся парадигм.
Достижения робототехники в медицине
В наши дни медицинские технологии ушли далеко вперёд. Это позволило значительно изменить подход в лечении пациентов. Новые технологии стали позволять создавать роботов медицинского назначения, которые ранее были только в мечтах фантастов и инженеров энтузиастов.
Первый шаг к фантастическим технологиям состоялся в 2006 году, когда учёный Сильван Мартель руководя исследовательской группой, создал микроробота. Этот робот был размером с шарик от шариковой ручки. Он помещался в сонную артерию живой свиньи, и там мог перемещаться в нужном для учёных направлениях.
Основная цель проектирования таких инструментов состоит в том, чтобы, перемещаясь по крупным сосудам человека снимать телеметрические данные и иметь возможность максимально близко подбираться к проблемным местам человека. Это позволит осуществлять оперативные вмешательства в недоступных для классической хирургии местах. Также это будет способствовать доставке лекарственных препаратов непосредственно к поражённым органам или онкологическим клеткам.
В настоящее время уже решён ряд инженерных проблем как при проектировании, так и при использовании микророботов. Рассмотрим в качестве примера так называемые «биоторпеды». Это титановая дробь, заключенная в специальную алюминиевую оболочку. При соприкосновении алюминиевой оболочки с водой, начинается реакция, в ходе которой на поверхности шара образуется водород и гидроксид аллюминия. Данная химическая реакция способствует перемещению дроби со скоростью, равной 150 своим диаметрам за секунду. Возможность разработать подобный химический двигатель появилась благодаря специальному веществу – галлию, который предотвращает образования оксида алюминия. Такой двигатель может работать около 5 минут и имеет максимальный запас хода под водой в 900 мм. Для управления передвижением такой умной дроби, используется внешнее магнитное поле. Уже сейчас, такие умные торпеды можно использовать для доставки лекарственных препаратов например по лимфатической системе человека.
Самый знаменитый робот хирург да Винчи, в медицине получил особую популярность. Он был создан, чтобы работать в новом направлении медицины – телемедицине. Это позволило бы оперировать хирургу на удалении сотен километров. Также это решило бы проблему опасности заражения как врача, так и пациента. Например этот робот мог бы отлично себя зарекомендовать в хирургических отделениях инфекционных стационаров.
На сегодняшний день этот дорогостоящий прибор имеет массу в пол тонны. Он оснащен четырьмя манипуляторами и способен справляться с огромным количеством задач. Три его манипулятора имеют набор миниатюрного инструмента для выполнения сложнейших операций. На четвертой манипуляторе установлена видеокамера высокой чёткости.
Огромный плюс данного робота в том, он оперирует эндоскопически через небольшие разрезы, ширина которых составляет не более нескольких сантиметров. Это благоприятно сказывается на послеоперационном периоде и зачастую пациенты после высокотехнологичного хирургического вмешательства раньше выписываются домой.
Развитие техники пока не позволяет полностью автоматизировать выполнение операций. В виду этого, на некотором отдалении от операционного поля с роботом сидит опытный высококвалифицированный врач хирург, который управляет роботом с пульта управления. Благодаря эргономичному джойстику хирург выполняет сложнейшие манипуляции с ювелирной точностью. Все действия передаются конечностям робота через сложнейший вычислительный комплекс, который может фильтровать случайные либо резкие движения пальцев рук.
Универсальность робота обеспечивается тем, что инструмент на всех манипуляторах можно изменять для решения конкретных задач. Также к плюсам этого робота можно отнести тот факт, что при сложнейших многочасовых операциях можно своевременно или поэтапно менять работающих хирургов. Причём подключать коллег из других государств.
Работы ведущих инженеров планеты идёт не только над роботами хирургами. Например робот «Киробо», который интересен тем, что разрабатывался специально для космонавтов, которые испытывают хронический психологический дискомфорт, находясь вдали от родной планеты и своих семей. Робот имеет внешнее сходство с человеком и компактные размеры. Длинна робота составляет 34 см. Задачи этого устройства – поддерживать полноценную беседу, реагировать на вопросы и имитировать «живое» общение.
Робот умеет различать человеческую речь от обычных звуков. Также, он способен узнавать людей, с которыми успел познакомиться. Он может определять настроение исходя из мимики, его алгоритмы определяют психологическое состояние человека основываясь на специально составленные психологические тесты. При необходимости он может даже обнять и оказать моральную поддержку. Такие роботы могут найти применение и на земле, заменяя собеседника при терапии депрессии и стресса. Значительный минус данного робота заключается в том, что в него заложен на данном этапе только японский язык.
Существуют и другие роботы, разработанные для психотерапевтической поддержки людей. Робот «ПАРО» внешне копирует образ детеныша тюленя. Снаружи робот покрыт мягким материалом, который копирует натуральную шкурку зверька. Робот имеет встроенный микрофон и множество сенсоров: прикосновения, температуры, света, положения и ускорения. Вся информация с датчиков непрерывно обрабатывается центральный процессором робота. Операционная система и программа основанная на машинном обучении способна определять своё местоположение, может откликаться на данное ему имя. Сложный программный код обучен различать грубое и ласковое отношение к себе.
Роботы такого типа могут и должны применяться для реабилитационных целей. Особенно для эмоциональной помощи детям, находящимся на стационарном лечении и лишённые контактов со своими домашними животными. Также такие роботы хорошо могут себя зарекомендовать в школах-интернатах для адаптации новых воспитанников.
Не всегда медицинские роботы похожи на андройдов, киборгов или на медицинские приборы. Робот «Хоспи» тому пример. По сути, это робот-шкаф используется для логистики медицинских препаратов в клинике. Он может помочь среднему медицинскому персоналу сокращать время на раскладывание лекарств для пациентов. При этом он также должен сократить количество ошибок, которые, к сожалению, возникают при ручной сортировке лекарств. Габариты робота позволяют ему передвигаться по лечебному учреждению. Для придания устойчивости, робот был ограничен высотой в 130 см. Грузоподъёмность составляет порядка 20 кг. Для безопасности высокотехнологичной аптечки и окружающих людей, были применены сенсоры позволяющие определять все препятствия и был заложен алгоритм, при котором робот способен их плавно огибать или выполнять экстренную остановку.
Нельзя не отметить также роботов-аватаров или роботов удалённого присутствия. Например «РП Вита» способен оказывать консультативную помощь на расстоянии. Такой аватар способен помочь дежурному врачу в клинике, когда нужна срочная помощь сложному пациенту. Подобные роботы могут работать в качестве прикроватных мониторов в реанимациях и палатах интенсивной терапии инфекционных больниц или ожоговых боксах. Высота подобных роботов составляет до 1,5 метров. Внутри имеются специальные сенсоры, за счет которых робот может ориентироваться в пространстве и держать равновесие. Все подобные роботы-аватары оснащаются экраном, на котором отображается лицо лечащего врача. Это благоприятно влияет на общение с пациентов. В настоящее время, всё чаще используют вместо экрана обычные планшеты либо смартфоны. Такой подход позволяет сократить стоимость аппарата. Узкоспециализированные роботы могут иметь на борту дополнительные медицинские датчики и диагностические приборы. Например глюкометры, спирографы, тепловизоры и другие.
Часто миролюбивые медицинские роботы имеют вполне себе военное развитие. Примером тому служит робот «Хал». Этот робот разрабатывался с 1997 года в Японии. Он послужил толчком к созданию экзоскелетов не только для пациентов, страдающих патологией опорно-двигательного аппарата, но и усилителем силы, скорости и выносливости солдат. Различные организации типа DARPA вполне успешно справляются с разработкой подобных роботизированных костюмов.
Сенсоры подобного костюма, соприкасающиеся с кожей пациентов, снимают импульсы электрических потенциалов, с нервных окончаний мышц конечностей. Данные поступают для обработки в специальный процессор, который определяет скорость передвижения человека и пытается предугадать какие дальнейшие действия необходимо выполнить. Это позволяет людям гораздо лучше проходить стадии реабилитации. На сегодняшний день подобные роботизированные костюмы выпускают в двух видах: для всего тела или только для нижних конечностей.
В заключении обзора хочется упомянуть самое главное достижение в медицинской робототехнике – развитии искусственного интеллекта и машинного обучения. Примером может послужить суперкомпьютер компании IBM «Ватсон». Этот сложный, распределённый вычислительный центр состоит из 90 серверов IBM p750. Каждый сервер центра имеет четыре восьмиядерных процессоров POWER7. Суммарный объём оперативной памяти кластера — более 15 терабайт.
«Ватсон» — это пример далёкого будущего, когда все знания и опыт врачей со всего мира будут доступны для огромного количества людей. Благодаря наличию искусственного интеллекта, огромной скорости вычислений и обширной базе данных, суперкомпьютер сможет за считанные секунды обработать массив информации о пациенте. После обработки информации врач получит не только варианты диагноза, лечения, статистики, но и получит обширные данные по прогнозу для похожих случаев заболеваний.
Проблемы робототехники в медицине
Уже в наши дни робототехника оказывает существенное влияние на вектор развития медицины. Такая тенденция будет не только сохраняться со временем, но и ускорять движимый наукой прогресс. Сегодня существует множество высокотехнологичных механизмов, которые дополняют возможности как в хирургии, так и в терапии. Но, к сожалению, создать полностью автономные аппараты в ближайшее время мы не сможем из-за высоких рисков.
Сложностей много. Например самостоятельных роботов-хирургов необходимо обучить не только всем тонкостям и закономерностям нормальной, патологической, топографической анатомии, но и используя искусственный интеллект иметь способность быстро реагировать и работать по ситуации. На данном этапе развития, для хирургии мы можем позволить себе пока что разработки вспомогательных роботов. Например для непрерывного контроля и мониторинга заданных параметров аппаратов жизнеобеспечения, введения лекарств и прочих мед. оборудования.
Микророботы, способные работать внутри человеческого тела, уже не фантастика. Но эти разработки находятся ещё на слишком низком уровне и имеют много нерешённых проблем.
Учёные и инженеры ищут иные решения, нежели традиционные источники энергии или двигатели. Они проводят эксперименты с новыми материалами и соединениями. Так начинают появляться искусственные мышцы, мультифункциональные решения в области проектирования и новые школы промышленного дизайна. Но к огромному сожалению подавляющее большинство интересных находок пока не могут быть реализованы в силу тех или иных обстоятельств.
Многофункциональные решения позволяют объединить сенсоры, двигатели, генераторы или аккумуляторы, что должно позволить помочь в создании новых высокотехнологичных роботов. Однако сочетание подобных функций в одной детали потребует иных инженерных подходов, совмещающих микро- и нано технологии. Можно упомянуть про еще одно перспективное направление – изучение и внедрение материалов, которые могут менять свои свойства, адаптироваться или самовосстанавливаться. Данная область в виду своей сложности и не полной степени разработанности требует гораздо больше исследований.
Благодаря эволюции, животный мир смог преодолеть множество инженерных затруднений. Учёные давно научились подсматривать за природой и искать интересные решения проблем в биологии. Но природа использует очень сложные подходы, которые пока недоступны нашим технологическим решениям. Например мы пока не в состоянии сделать системы сопоставимые с пищеварительной и сложной опорно-двигательной системой животного. Попытки реализации есть, но исследователи всегда упираются в проблемы габаритов, веса, автономности, ресурса и стоимости.
Конструкторы разрабатывающие синтетические мышцы в настоящее время добились больших успехов. Но эффективность таких материалов ещё далека от идеальной. Наилучшим решением могло бы стать внедрение живых модифицированных клеток в робототехнике. Это позволило бы использовать биологический функционал типа регенерации и депонирования. К сожалению, такие технологии пока не доступны для использования.
Актуальная проблема и не только в робототехнике это источники энергии. Да, сегодня доступны литий-ионные аккумуляторы, но они не полностью способны решить потребности конструкторов. К тому же это весьма опасный как с точки зрения производства, так и с точки зрения использования источник энергии. Ещё этот вид аккумуляторов очень опасен для экологии.
В итоге, мы получаем, что хранение энергии — серьезный вопрос для учёных и большая проблема для развития мобильной робототехники. Фундаментальная проблематика поиска и исследования новых технологий в области химических и иных источников энергии останется ещё на долгие, долгие годы. Понимая это, команды конструкторов ищут варианты минимизации потребления, сохранения и рекуперации энергии.
Уже давно созданы материалы, обладающие сверхпроводимостью, которая способствовала бы улучшению энергоэффективности. Но данные материалы работают пока при экстремально низких температурах. В виду этого они не пригодны для применения в мобильной робототехнике.
Перспективное направление, которое в настоящее время активно разрабатывается, это наследие Николы Тесла. Многие учёные видят выход из энергетической проблемы в использовании беспроводной передачи энергии и использование суперконденсаторов или ионисторов.
Существенная проблематика роботостроения заключается в стоимости, содержании и обслуживании полезных для человека машин. Выпуск узкоспециализированных механизмов – это не эффективно и возможно в скором времени будет исправлено. Фантасты уже не один год подавали идеи науке. Так появилась идея о типовых роботах, которые способны кооперироваться и составлять из себя более сложные механизмы и приборы.
Представите себе крупную колонию дронов, которые могут объединяться в гибкие кластеры и решать самые разные задачи. При таком подходе проблематика энергии может быть решена тем обстоятельством, что каждая структурная единица может покидать рабочий механизм для быстрой дозарядки ионистра. Это позволит создать очень гибкую и доступную альтернативу громоздким, узкоспециализированным роботам. Компактные, технологичные в сочетании с централизованным управлением и наличием искусственного интеллекта машины по сути копии живых колоний таких как колонии муравьёв или пчёл.
Для обеспечения сложного взаимодействия межу дронами, необходимо найти эффективную форму управления ими. Малыми группы роботов можно управлять персонально, используя небольшие вычислительные мощности персональных компьютеров. Управление большими кластерами должно осуществляться централизованно при помощи суперкомпьютеров и команды опытных инженеров.
Что касается самих дронов, то они должны иметь запас прочности и иметь адаптационные механизмы для работы в изменяющихся условиях реального мира. В них должны быть заложены алгоритмы поведения при преднамеренном или случайном ущербе.
Данные концепции – незаменимы для решения не только проблем робототехники в целом. Без таких роботов невозможно представить колонизацию отдалённых участков как солнечной системы, так и дальних уголков вселенной.
Одним из ведущих вариантов применения роботизированных механизмов является изучение мест, где не могут эффективно и безопасно работать люди, например, в космосе или зоне разрушенного атомного реактора. Из этого следует, что автономные механизмы должны сами уметь ориентироваться в пространстве создавая карты местности с навигационными объектами. Также они должны иметь возможность вести запись трека своего передвижения по данной карте (рисование нити Ариадны) для возможности безопасного возвращения в исходную точку.
При удалённой работе на агрессивных территориях основными проблемами роботов будет самовосстановление после сбоев и физических повреждений. Решения этого требует наличия самостоятельности крайне высокого уровня. Такая автономность позволит диагностировать неисправности и производить ремонт дронов входящих в исследовательский кластер. А в случае нахождения человека в критическом состоянии, оказывать помощь ему в высоком приоритетном порядке. Самостоятельно принимая решение об экстренно эвакуации или доврачебной помощи.
Сложные математические алгоритмы позволили машинам определять закономерности на крайне высоком уровне. Это уже в настоящее время даёт возможность создавать адаптирующихся роботов, которые могут обучаться в режиме реального времени.
Проблема в создании человекоподобного искусственного интеллекта состоит в том, чтобы создать алгоритмы, которые смогут осознавать свои ограничения и смогут обучаться изучению новых вещей. Также необходимо отказываться от обучения на миллионных примерах, используемых в настоящее время в машинном обучении. Будущее за учитыванием возможности быстрого обучения при использовании ограниченного потока данных. Такое будет возможно при условии более глубокого исследования человеческого интеллекта.
Развитие нейрокомпьютерного интерфейса позволяет уже сегодня управлять различными приборами и механизмами. Дальнейшее его развитие способно помочь в управлении кибернетическими протезами, а также могут обеспечить более совершенный способ управления. Для развития таких технологий требуется совершенствование искусственного интеллекта.
Технически уже готовы и совершенствуются приборы для измерения активности мозга. На рынке уже есть не дорогие и компактные беспроводные модели, которые могут успешно работать со смартфонами.
Сложно адаптировать роботов в человеческой среде, так как у людей очень мало четко выраженных моделей поведения. Социальные роботы, особенно использующиеся в медицинских учреждениях, должны фиксировать эмоции, и определять психические состояния людей, с которыми взаимодействуют.
По мере преодоления текущих задач и интеграции роботов в нашу жизнь, мы сталкиваемся с новыми этическими проблемами. Самая большая проблема состоит в том, что мы можем стать чрезмерно зависимыми от роботов. Это может привести к ситуации, когда люди потеряют большое количество навыков и умений. Такое обстоятельство станет причиной невозможности нормального функционирования социума при отказе роботизированных систем управления, ведь человек может уже и не справиться с такими сложными задачами.
Вопросы робототехники в медицине
Совершенствование хирургических инструментов стало прорывом в минимально инвазивной хирургии и успехи роботов da Vinci это подтверждают. Малая площадь поверхности хирургических насадок и минимальное время операции позволяют свести к минимуму риск обсеменения патологической флорой операционное поле. Это обстоятельство сильно сокращает количество осложнений и количество дней госпитализации.
Как уже было отмечено, робототехника стала стремительно развиваться, и роботизированная хирургия вступает в период активного роста. Компания Intuitive Surgical, успела провести более десяти сложных модернизаций с момента выпуска и запуска в серию своего первого робота хирурга da Vinci.
Проведённые первые исследования, которые сравнивали медицинскую эффективность и финансовую целесообразность классической и роботизированной цистэктомии, показывали значительную эффективность при использовании хирургических роботов. Но последующие исследования показывают сравнительно небольшое количество преимуществ роботизированных операций перед классическим хирургическим вмешательством (за исключением гистерэктомии).
Только в одних США за 2013 год роботы провели более 422 тысяч оперативных вмешательств, что на почти 15% больше в сравнении с прошлыми годами. Однако в 2014 году некоторые западные медицинские эксперты подвергли сомнению и критике данные по эффективности роботизированной хирургии.
Исследование, которое было проведено хирургами-онкологами в Мемориальном онкологическом центре Слоана-Кеттеринга (Memorial Sloan-Kettering Cancer Center) в Нью-Йорке, не определило разницы в частоте послеоперационных осложнений и длительности пребывания в условиях стационара между классической и высокотехнологичной хирургией при раке мочевого пузыря.
Данное исследование пришлось остановить, в виду уж слишком очевидных результатов сравнения. Об этом учёные сообщили в небольшой обзорной статье на страницах New England Journal of Medicine. Однако вскоре на данную обзорную публикацию компания Intuitive Surgical (разработчик da Vinci) в своем заявлении назвала проведенное исследование необъективным.
В интервью интернет-изданию Medical News Today вице-президент по медицинским исследованиям Intuitive Surgical доктор Кэтрин Мор (Catherine Mohr), пояснила, что проведенное в Нью-Йорке исследование сравнивало результаты классических хирургических вмешательств с так называемыми «гибридными операциями», и это обстоятельство исключает доверие к проведённому исследованию. Вскоре Medical News Today связалась с доктором Берни Бохнером (автором исследования в Sloan-Kettering), но исследователь отказался прокомментировать ответ компании.
По мимо этого исследования, также есть данные, касающиеся оперативных вмешательств на желудке. Существует отчет австралийских исследователей, который показывает, что между традиционным минимально инвазивным антирефлюксным вмешательством и роботизированной операцией значимого различия в плане частоты послеоперационных осложнений, количества дней проведённых в стационаре и последующего качества жизни не выявлено.
Все эти и им подобные исследования намекают на то, что роботизированная хирургия становится не просто иллюзией, но и наводит на некоторые печальные мысли. Например в одном из выпусков известного экономического журнала Forbes, приводится личное мнение доктора Роберта Перла (Robert Pearl), СЕО компании The Permanente Medical Group. В этой объёмной статье доктор Перл откровенно заявил [7]: «Проблема в том, что статистические данные не подтверждают целесообразность применение таких дорогих устройств. da Vinci – это очень дорогое высокотехнологичное оборудование. Начальная стоимость робота для учреждения доходит до 2 000 000$. При этом сама аппаратура имеет «заложенный фактор износа». Каждый его манипулятор требует замены после 10 оперативных вмешательств. Целесообразность тут не безопасность, а прибыль. Производитель мог бы создать такой инструмент, который мог бы без замены своих частей выполнить свыше 100 операций. Но это в разы снизило бы прибыль». «Полученные статистические данные говорят нам о том, что существенная разница между традиционной хирургией и роботизированной это цена. Исследование, размещённое в журнале Journal of Urology, показало, что радикальная цистектомия с помощью робота приблизительно стоит 16 250$, что на 11,2% выше по сравнению с классической операцией. Так почему роботизированная хирургия так популярна?», — задаёт вопрос доктор Перл. И сам же на него отвечает: «Причина в агрессивном маркетинге с подачи производителя, который направлен на пациентов и руководство стационаров.
Подобные хирургические системы приведут к существенному росту затрат на здравоохранения в будущем, но клинические исходы останутся относительно неизменными».
На все эти обвинения компания-производитель также ответила на страницах экономического журнала. Доктор Мор в своем интервью назвала требование разработать инструменты, рассчитанные на 100 процедур «совершенно абсурдным». Также она подметила, что такие требования «демонстрирует отсутствие понимания физики и технических задач, которые поставлены перед разработчиками инструментов». Она напомнила, что после каждого применения многоразового медицинского инструмента его необходимо тщательно дезинфицировать, путём подвергания стерилизации, а это выполняется агрессивными химикатами при высоких температурах, и при этом инструмент не должен потерять своих характеристик.
Доктор Мор ответила и на заявления об агрессивном маркетинге: «Настоящая победа агрессивной рекламы – это заявлять, что врачи и госпиталя покупают роботов хирургов из-за маркетинга, а не из-за пользы для пациентов и экономических соображений. Это проявление невежества и лож».
Некоторых критиков современной, дорогой роботизированной хирургии вызывает беспокойство тот факт, что американские больницы все чаще и чаще оказываются в тяжёлом финансовом положении: им приходится покупать машину da Vinci только с целью привлечения пациентов. Это объясняется тем, что те клиники, у которых нет da Vinci, могут казаться пациентам допотопными.
«Стационары на территории США напрямую взаимодействуют с пациентами, конкурируя за них между собой. Наличие в госпитале робота-хирурга da Vinci свидетельствует о том, что здесь гарантирована минимально инвазивная хирургия, а это обстоятельство гораздо лучше для пациента. Тем более, требования пациентов базируется на уверенности в лучшем прогнозе, которую предлагает мало инвазивная хирургия, на которую и рассчитаны роботы-хирурги da Vinci», — подытожила доктор Мор.
Теперь коснёмся главного – безопасности. В Соединенных Штатах федеральный закон требует министерство здравоохранения вести статистику применения медицинских роботов. Упор делается на фиксирование послеоперационных осложнений, возникших в ходе применения медицинских роботов. Исследователи из университета Раш обработали эти статистические данные, собранные в единую базу Manufacturer And User facility Device Experience (MAUDE) и обнародовали результаты своей работы.
В базе MAUDE содержится огромное количество информации об использовании медицинских роботов в лечении людей с 2007 года [9].
Предварительное изучение десяти тысяч отчетов показало, что большинство оперативных вмешательств с применением роботов-хирургов относятся к урологии и гинекологии. По усреднённым показателям получилось определить, что с 2000 по 2013 год, в 144 случаях пациенты умерли. Конкретная информация о причинах смерти отсутствует.
Группа исследователей выделила несколько групп осложнений после оперативного вмешательства хирургических роботов.
Самая большая группа составила 1111 случаев. Это были электротравмы пациентов. В 193 случаев это были серьёзные травмы. Вторая группа насчитывала 119 случаев, из выборки в 1557. Один из этих случаев имел летальный исход пациента после попадания фрагментов инструмента в операционное поле. Особо стоят технические случаи. Системные ошибки робота: 23 случая из 536 с одним летальным исходом. Самопроизвольные движения робота: 52 случая из 1078 среди них 2 летальных случая. Проблемы с обзором во время операции: отмечено 18 случаев из 275.
Проведённое исследование американских ученых дало ответ на следующий довольно важный вопрос – Какие категории больных подвержены наибольшему риску? Итак, при оперативных вмешательствах на сердце и головном мозге осложнения и летальные случаи встречались в 10 раз чаще. Но тут скорее всего есть наличие влияния того факта, что эти операции сами по себе относятся к категории наиболее сложных. Подобные операции и при классических хирургических доступах оканчиваются далеко не всегда благоприятно.
Заключение
Так что же готовит будущее производителям хирургических роботов? Микрохирургия и операции через физиологические отверстия, это очень необходимые современной медицине вещи, которые благодаря мировым умам постепенно и неотвратимо внедряются в рядовую медицину. Роботы дадут нам непревзойденную точность, скорость и качество работы врача. Все эти столь потрясающие возможности со временем приведут к созданию новых методов исследования и лечения, которые сейчас мы можем только представлять и о которых можем только мечтать. Хирурги мечтают работать с системами, обладающими тактильной чувствительностью, способную передавать врачу сенсорную информацию во время операции.
Тяжело больные люди уже сейчас получили возможность получать квалифицированную помощь от врачей, проживающих в других странах и континентах. У врача наконец то снижается риск быть инфицированным во время проведения операции или выполнения осмотра.
Созданные недавно в Массачусетском технологическом университете жидкие роботы, способны уже сегодня помогать врачам. В жидком состоянии попадая в нужную часть тела и затем под действием магнитного поля перейдя в твёрдое состояние выполнить простейшую хирургическую манипуляцию.
Создатель подобных фантастических инструментов профессор Анетт Хосой говорит: «Технология, это не волшебство. Нужно много времени, терпения и фантазии, дабы исследования привели к результатам. ЭНИАК был огромен и безумно дорогими, а его возможности были скромнее современного карманного калькулятора. Если бы в то время мысль об ЭВМ не нашла развития, то страшно подумать, какой бы сейчас был наш мир без уже привычных всем компьютеров.»
Ну а как же другие роботы? Вспомогательные роботы играют огромную роль в современной медицине и просто в нашей жизни. Подобные устройства еще только создаются и совершенствуются, но несмотря на это некоторые решения успешно используются во всем мире. Они приносят незаменимую помощь сотрудникам медицинских учреждений и их пациентам.
Однако всегда есть другая сторона монеты – это стоимости подобных решений. В дальнейшем нужно лоббировать вопрос о снижение стоимости и государственных дотаций на приобретение подобной аппаратуры. Также необходимо продолжать поиск новых инновационных материалов, которые могут сократить расходы на производство, содержание и модернизацию столь полезных инструментов.
Список литературы
1. Степин B.C. Теоретическое знание. М.: Прогресс-Традиция. 2000
2. Аршинов В.И., Буданов В.Г. Когнитивные основания синергетики. / Синергетическая парадигма. Нелинейное мышление в науке и искусстве. М.: Прогресс-Традиция, 2002
3. «Методологические проблемы теоретической робототехники» В. А. Глазунов. 2003
4. Костров, Б. В. Искусственный интеллект и робототехника / Б.В. Костров, В.Н. Ручкин, В.А. Фулин. — М.: Диалог-Мифи, 2008.
5. «Введение в мехатронику» А.К. Тугенгольд, Ростов-на-Дону, «Издательский центр ДГТУ» 2010
6. «Философские основания робототехники» И.В. Ладыгина
7. America’s Broken Health Care System: The Role of Drug, Device Manufacturers https://goo.gl/yK8fc4
8. Intuitive Surgical Exec: Here Is Why Robotic Surgery Is Useful https://goo.gl/WmFeUg
9. MAUDE — Manufacturer and User Facility Device Experience https://goo.gl/rYfbKA