Робот-хирург исправит ошибки хирурга-оператора и даже, возможно, не совершит собственных
С каждым годом всё больше медицинских процедур проводится без непосредственного участия человека. Автоматизированным системам мы стали доверять самое ценное — своё здоровье и даже жизнь.
На прошлой неделе британский пенсионер Кеннет Крокер (Kenneth Crocker) стал первым в мире человеком, операцию на сердце которому сделала роботизированная рука, управляемая дистанционно. Семидесятилетнему пациенту устраняли сердечную аритмию под руководством доктора Андре Ныга (André Ng) в больнице Гленфилд (Glenfield Hospital) графства Лестершир. Обычно во время этой трудоёмкой операции, которая может продолжаться до восьми часов, хирург следит за передвижениями зонда при помощи рентгеновской установки и получает значительную дозу облучения. Дистанционно управляемая установка сделала процедуру менее опасной. Миниатюрный зонд, двигаясь по спирали, обнаружил вызывающие аритмию волокна и уничтожил их.
Это не первый опыт применения в медицине роботов, но с каждым годом спектр их использования расширяется, а достижения кажутся всё более фантастическими. Машины не устают, не ошибаются и способны совершать одни и те же манипуляции тысячи раз в день.
Подопытные роботы
Главная проблема в обучении студентов-медиков — это приобретение практических навыков. Использование для этой цели роботизированных манекенов позволяет неопытным пока студентам совершать ошибки, недопустимые при практике на живых людях.
Беременная Ноэль каждый раз производит на свет младенца по новому сценарию, предоставляя возможность студентам отточить свои акушерские навыки.
Один из таких «универсальных пациентов» был сконструирован под руководством профессора Юзо Такахаши (Yuzo Takahashi) на медицинском факультете университета города Гифу в Японии (Gifu University). С его помощью будущие врачи учатся диагностировать редкие заболевания на основании ответов «пациента», характерных реакций тела (например, движений плечами) и даже мимике.
Большой популярностью студентов-медиков пользуется механическая беременная женщина Ноэль (Noëlle). Она запрограммирована так, что каждый раз производит на свет младенца по разным сценариям — может «рожать» несколько часов или произвести на свет младенца очень быстро. Помимо имитации естественных родов Ноэль можно использовать для тренировки в проведении операции кесарева сечения. Пластиковый малыш прилагается. Подключенный к компьютеру, он передаёт сигналы о состоянии своего здоровья на монитор.
В марте этого года японские инженеры провели презентацию нового робота Ханако (Hanako), созданного для обучения будущих стоматологов и сдачи на нём экзаменов. Этот андроид, выглядящий как молодая женщина, был разработан сотрудниками Университета Сёва (Showa University) и группой специалистов под руководством Ацуо Таканиши (Atsuo Takanishi) из Университета Васеда (Waseda University). Ханако блестяще имитирует поведение больного в кресле стоматолога. Она умеет внезапно дергать головой, изображать усталость, шевелить языком, выделять слюну, имитировать рвотные рефлексы. Разработчики решили сделать андроид «девушкой», чтобы будущие дантисты приучались обходиться с пациентами аккуратно — избегали прикосновений к груди, например. Впрочем, как андроид будет реагировать на нежелательные прикосновения, пока неизвестно. Несмотря на то что Ханако молода и привлекательна, у неё вставная челюсть — после занятия преподаватель вынимает её и даёт оценку работе студента.
Стоимость таких высокотехнологичных игрушек немаленькая. Робот-симулятор сегодня можно приобрести за $27 тыс., цена Ноэль колеблется от трёх до двадцати тысяч долларов в зависимости от программного обеспечения. Но если задуматься о цене врачебной ошибки, очевидно, что эти траты оправданны.
Робот RP-7 функционирует в качестве круглосуточного врача в травматологическом центре при университете Майами во Флориде. Его основное назначение — обеспечить связь между пациентом, находящимся в медицинском центре, и отсутствующим там доктором. С помощью RP-7 можно провести экспресс-диагностику и оперативно выдать рекомендации медицинскому персоналу. Разработчики полагают, что робот может быть также использован на полях сражений, позволяя врачам дистанционно осматривать раненых солдат и выдавать указания для оказания первой медицинской помощи.
Применение роботов в медицине не ограничивается использованием их в качестве тренировочной площадки. Интеллектуальные машины, сотрудничая с врачами, могут оказывать им помощь. В 2005 году корпорация Тмсук (Tmsuk Robots) в сотрудничестве с Университетом Кюсю (Kyushu University) представила на выставке Aichi Expo робота нового типа по оказанию доврачебной помощи. Он представляет собой комфортабельное кресло и начинает действовать, как только человек, почувствовавший недомогание, в него усядется. Первым делом, робот связывается с больницей или пунктом по оказанию скорой помощи, затем фиксирует пульс «клиента», сердечные ритмы, измеряет кровяное давление и количество кислорода в крови. В экстренном случае «доктор» может связаться с окружающими людьми через динамик или дать электронные инструкции по оказанию неотложной помощи самому роботу.
Ещё одна разработка Tmsuk — робот WL-16RIII. Это усовершенствованное инвалидное кресло с двумя «ногами» способно перемещать своего владельца даже по ступенькам. Управляется устройство при помощи джойстиков.
Роботы просто необходимы тем, кто прикован к постели, стар и беспомощен. Максимум разработок в этой области приходится на Японию. Высокая продолжительность жизни и низкая рождаемость в этой стране заставляют японцев обращать пристальное внимание к проблеме недостатка сиделок для пожилых людей.
Проект PEBBLES (Providing Education By Bringing Learning Environments to Students) курирует роботов, посещающих школу вместо ученика, который вынужден пропускать занятия из-за болезни. Сидящий в классе робот связан с устройством, находящимся у больничной койки ребенка, так, что он видит и слышит всё, что происходит в классе. Пациент управляет системой при помощи пульта и при желании может поднять руку, чтобы задать вопрос, или даже заглянуть в тетрадь соседа по парте.
Роботизированная система да Винчи позволяет проводить операции с минимальным повреждением тканей человека и на труднодоступных участках.
Бесчувственные ассистенты
Но самое сложное, за что берутся роботы, — это помощь врачам в проведении операций. Интересно проследить успехи одной из самых сложных роботизированных систем, применяемых в хирургии, под названием «да Винчи» (da Vinci Surgical System), выпущенной в 1999 году. Выглядит да Винчи как гигантский спрут, нависающий над пациентом. Хирург управляет его щупальцами при помощи джойстиков, глядя в специальный окуляр. Трёхмерная картинка в изометрической проекции при этом многократно увеличивается. Манипуляторы робота проникают в тело пациента через небольшие надрезы и действуют максимально точно. У пациентов, прооперированных таким образом, меньше кровопотеря, вмешательство менее травматично, а следовательно короче период восстановления. И самое главное — благодаря этой системе стали возможны операции, которые не удавались раньше из-за того, что рука человека не способна к слишком мелким манипуляциям.
Одну из первых операций с использованием «да Винчи» в 2000 году провёл доктор Уильям Келли (William E. Kelley) в Ричмонде, штат Виргиния. 35-летняя Кимберли Бриггс (Kimberly Briggs) уже через четыре часа после удаления у неё желчного пузыря присутствовала на пресс-конференции, посвященной уникальному роботу. Женщину привезли туда в кресле-каталке, она улыбалась журналистам и заявила, что чувствует себя превосходно.
В 2002 году американские хирурги из Нью-Йоркского пресвитерианского госпиталя (New York Presbyterian Hospital) провели первую в мире эндоскопическую операцию аортокоронарного шунтирования с использованием «да Винчи». Первопроходцами стали Майкл Аргензиано (Michael Argenziano), директор центра по роботизированной кардиохирургии, и Крейг Смит (Craig Smith), заведующий отделением кардиоторакальной хирургии.
«Руки» робота да Винчи изгибаются в разные стороны и чётко копируют движение рук врача. Если рука хирурга сдвигается на сантиметр, то у робота лишь на пару миллиметров. Да Винчи способен на такие манипуляции, которые сделать руками человеку просто немыслимо.
До России знаменитый робот-хирург добрался только в 2007 году, первая операция прошла в Екатеринбурге. Система «да Винчи» постоянно дорабатывается, выпускается дополнительное программное обеспечение, увеличивающее её возможности.
В 2006 году Джордж Милонас (George Mylonas) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London) разработал программу для синхронизации действий хирургических инструментов с биением сердца. Такая программа позволит проводить операции на сердце, не останавливая его и даже не замедляя. При этом для хирурга, выполняющего операцию, картинка будет оставаться неподвижной.
Однако не всё так радужно, и репутация механического хирурга небезупречна. Жительница Флориды Бренда Гринвей (Brenda Greenway) в 2003 году подала в суд на больницу святого Джозефа (St. Joseph’s Hospital), обвиняя её сотрудников в смерти мужа. Эл Гринвей (Al Greenway) скончался через два дня после того, как доктор Тод Фузиа (Tod Fusia) во время операции по удалению почки при помощи «да Винчи» случайно рассёк брюшную аорту и нижнюю полую вену. В течение полутора часов никто из медперсонала этого не замечал. В ходе расследования выяснилось, что врач был недостаточно подготовлен к работе с умным роботом. Руководство больницы совершило ошибку, допустив его к этой операции. Так что виноват оказался не «да Винчи», а человек, им управлявший.
Разработчики утверждают, что безопасность в использовании — это их главная забота. Сегодня робот-хирург запрограммирован так, чтобы защитить пациента от случайных движений хирурга. Если команда врача покажется роботу слишком резкой или не будет соответствовать плану операции, то он запросит дополнительное подтверждение.
С помощью роботов только в Великобритании выполнено уже более десяти тысяч операций на различных органах. Конечно, нельзя исключать, что случайно произойдёт сбой в программе или, к примеру, внезапно разъединится связь между хирургом и машиной при удалённой работе. Но риски при проведении таких операций значительно ниже рисков «ручного» метода. Опасности, что квалифицированные врачи останутся без работы, пока тоже нет. Однако с широким распространением роботов-санитаров, регистраторов и фармацевтов сократится количество рабочих мест для людей. При автоматизации предприятий любой отрасли первым страдает неквалифицированный персонал.
Задачи, которые ставятся перед разработчиками роботов, сложнее с каждым годом, в минувшем феврале этого года Пентагон объявил тендер на разработку робота, способного самостоятельно эвакуировать раненых с поля боя. Примечательно, что пять лет назад министерство обороны США уже выделяло $12 млн для работы над уникальным проектом Trauma Pod. Требования к робокомплексу уже тогда были выдвинуты самые серьёзные: проводить операции на поле боя под управлением только одного врача. Сейчас над этим проектом трудятся сотрудники калифорнийской лаборатории SRI International.
Trauma Pod — это комплекс роботизированных устройств, который сможет продиагностировать и стабилизировать состояние тяжелораненого. Главная роль в этом комплексе принадлежит роботу-хирургу, оснащённому манипуляторами с эндоскопом и хирургическими инструментами. Такая система, по задумке разработчиков, будет способна провести ряд экстренных операций — остановить кровотечение, зашить проникающее ранение, восстановить проходимость дыхательных путей.
Описанные фантастами в прошлом веке больничные палаты и операционные будущего уже сегодня стали реальностью. Все эти аппараты различной функциональности, механические щупальца, без устали выполняющие многочасовые манипуляции, видеомониторы для контроля за состоянием больного и прочие приборы появляются в клиниках по всему миру. Но человеческого участия они, конечно, заменить не могут. А нередко доброе слово и понимание оказываются нужны ничуть не меньше, чем эффективное лечение.
http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/pulse/1154/
С каждым годом всё больше медицинских процедур проводится без непосредственного участия человека. Автоматизированным системам мы стали доверять самое ценное — своё здоровье и даже жизнь.
На прошлой неделе британский пенсионер Кеннет Крокер (Kenneth Crocker) стал первым в мире человеком, операцию на сердце которому сделала роботизированная рука, управляемая дистанционно. Семидесятилетнему пациенту устраняли сердечную аритмию под руководством доктора Андре Ныга (André Ng) в больнице Гленфилд (Glenfield Hospital) графства Лестершир. Обычно во время этой трудоёмкой операции, которая может продолжаться до восьми часов, хирург следит за передвижениями зонда при помощи рентгеновской установки и получает значительную дозу облучения. Дистанционно управляемая установка сделала процедуру менее опасной. Миниатюрный зонд, двигаясь по спирали, обнаружил вызывающие аритмию волокна и уничтожил их.
Это не первый опыт применения в медицине роботов, но с каждым годом спектр их использования расширяется, а достижения кажутся всё более фантастическими. Машины не устают, не ошибаются и способны совершать одни и те же манипуляции тысячи раз в день.
Подопытные роботы
Главная проблема в обучении студентов-медиков — это приобретение практических навыков. Использование для этой цели роботизированных манекенов позволяет неопытным пока студентам совершать ошибки, недопустимые при практике на живых людях.
Беременная Ноэль каждый раз производит на свет младенца по новому сценарию, предоставляя возможность студентам отточить свои акушерские навыки.
Один из таких «универсальных пациентов» был сконструирован под руководством профессора Юзо Такахаши (Yuzo Takahashi) на медицинском факультете университета города Гифу в Японии (Gifu University). С его помощью будущие врачи учатся диагностировать редкие заболевания на основании ответов «пациента», характерных реакций тела (например, движений плечами) и даже мимике.
Большой популярностью студентов-медиков пользуется механическая беременная женщина Ноэль (Noëlle). Она запрограммирована так, что каждый раз производит на свет младенца по разным сценариям — может «рожать» несколько часов или произвести на свет младенца очень быстро. Помимо имитации естественных родов Ноэль можно использовать для тренировки в проведении операции кесарева сечения. Пластиковый малыш прилагается. Подключенный к компьютеру, он передаёт сигналы о состоянии своего здоровья на монитор.
В марте этого года японские инженеры провели презентацию нового робота Ханако (Hanako), созданного для обучения будущих стоматологов и сдачи на нём экзаменов. Этот андроид, выглядящий как молодая женщина, был разработан сотрудниками Университета Сёва (Showa University) и группой специалистов под руководством Ацуо Таканиши (Atsuo Takanishi) из Университета Васеда (Waseda University). Ханако блестяще имитирует поведение больного в кресле стоматолога. Она умеет внезапно дергать головой, изображать усталость, шевелить языком, выделять слюну, имитировать рвотные рефлексы. Разработчики решили сделать андроид «девушкой», чтобы будущие дантисты приучались обходиться с пациентами аккуратно — избегали прикосновений к груди, например. Впрочем, как андроид будет реагировать на нежелательные прикосновения, пока неизвестно. Несмотря на то что Ханако молода и привлекательна, у неё вставная челюсть — после занятия преподаватель вынимает её и даёт оценку работе студента.
Стоимость таких высокотехнологичных игрушек немаленькая. Робот-симулятор сегодня можно приобрести за $27 тыс., цена Ноэль колеблется от трёх до двадцати тысяч долларов в зависимости от программного обеспечения. Но если задуматься о цене врачебной ошибки, очевидно, что эти траты оправданны.
Робот RP-7 функционирует в качестве круглосуточного врача в травматологическом центре при университете Майами во Флориде. Его основное назначение — обеспечить связь между пациентом, находящимся в медицинском центре, и отсутствующим там доктором. С помощью RP-7 можно провести экспресс-диагностику и оперативно выдать рекомендации медицинскому персоналу. Разработчики полагают, что робот может быть также использован на полях сражений, позволяя врачам дистанционно осматривать раненых солдат и выдавать указания для оказания первой медицинской помощи.
Применение роботов в медицине не ограничивается использованием их в качестве тренировочной площадки. Интеллектуальные машины, сотрудничая с врачами, могут оказывать им помощь. В 2005 году корпорация Тмсук (Tmsuk Robots) в сотрудничестве с Университетом Кюсю (Kyushu University) представила на выставке Aichi Expo робота нового типа по оказанию доврачебной помощи. Он представляет собой комфортабельное кресло и начинает действовать, как только человек, почувствовавший недомогание, в него усядется. Первым делом, робот связывается с больницей или пунктом по оказанию скорой помощи, затем фиксирует пульс «клиента», сердечные ритмы, измеряет кровяное давление и количество кислорода в крови. В экстренном случае «доктор» может связаться с окружающими людьми через динамик или дать электронные инструкции по оказанию неотложной помощи самому роботу.
Ещё одна разработка Tmsuk — робот WL-16RIII. Это усовершенствованное инвалидное кресло с двумя «ногами» способно перемещать своего владельца даже по ступенькам. Управляется устройство при помощи джойстиков.
Роботы просто необходимы тем, кто прикован к постели, стар и беспомощен. Максимум разработок в этой области приходится на Японию. Высокая продолжительность жизни и низкая рождаемость в этой стране заставляют японцев обращать пристальное внимание к проблеме недостатка сиделок для пожилых людей.
Проект PEBBLES (Providing Education By Bringing Learning Environments to Students) курирует роботов, посещающих школу вместо ученика, который вынужден пропускать занятия из-за болезни. Сидящий в классе робот связан с устройством, находящимся у больничной койки ребенка, так, что он видит и слышит всё, что происходит в классе. Пациент управляет системой при помощи пульта и при желании может поднять руку, чтобы задать вопрос, или даже заглянуть в тетрадь соседа по парте.
Роботизированная система да Винчи позволяет проводить операции с минимальным повреждением тканей человека и на труднодоступных участках.
Бесчувственные ассистенты
Но самое сложное, за что берутся роботы, — это помощь врачам в проведении операций. Интересно проследить успехи одной из самых сложных роботизированных систем, применяемых в хирургии, под названием «да Винчи» (da Vinci Surgical System), выпущенной в 1999 году. Выглядит да Винчи как гигантский спрут, нависающий над пациентом. Хирург управляет его щупальцами при помощи джойстиков, глядя в специальный окуляр. Трёхмерная картинка в изометрической проекции при этом многократно увеличивается. Манипуляторы робота проникают в тело пациента через небольшие надрезы и действуют максимально точно. У пациентов, прооперированных таким образом, меньше кровопотеря, вмешательство менее травматично, а следовательно короче период восстановления. И самое главное — благодаря этой системе стали возможны операции, которые не удавались раньше из-за того, что рука человека не способна к слишком мелким манипуляциям.
Одну из первых операций с использованием «да Винчи» в 2000 году провёл доктор Уильям Келли (William E. Kelley) в Ричмонде, штат Виргиния. 35-летняя Кимберли Бриггс (Kimberly Briggs) уже через четыре часа после удаления у неё желчного пузыря присутствовала на пресс-конференции, посвященной уникальному роботу. Женщину привезли туда в кресле-каталке, она улыбалась журналистам и заявила, что чувствует себя превосходно.
В 2002 году американские хирурги из Нью-Йоркского пресвитерианского госпиталя (New York Presbyterian Hospital) провели первую в мире эндоскопическую операцию аортокоронарного шунтирования с использованием «да Винчи». Первопроходцами стали Майкл Аргензиано (Michael Argenziano), директор центра по роботизированной кардиохирургии, и Крейг Смит (Craig Smith), заведующий отделением кардиоторакальной хирургии.
«Руки» робота да Винчи изгибаются в разные стороны и чётко копируют движение рук врача. Если рука хирурга сдвигается на сантиметр, то у робота лишь на пару миллиметров. Да Винчи способен на такие манипуляции, которые сделать руками человеку просто немыслимо.
До России знаменитый робот-хирург добрался только в 2007 году, первая операция прошла в Екатеринбурге. Система «да Винчи» постоянно дорабатывается, выпускается дополнительное программное обеспечение, увеличивающее её возможности.
В 2006 году Джордж Милонас (George Mylonas) из Имперского колледжа Лондона (Imperial College London) разработал программу для синхронизации действий хирургических инструментов с биением сердца. Такая программа позволит проводить операции на сердце, не останавливая его и даже не замедляя. При этом для хирурга, выполняющего операцию, картинка будет оставаться неподвижной.
Однако не всё так радужно, и репутация механического хирурга небезупречна. Жительница Флориды Бренда Гринвей (Brenda Greenway) в 2003 году подала в суд на больницу святого Джозефа (St. Joseph’s Hospital), обвиняя её сотрудников в смерти мужа. Эл Гринвей (Al Greenway) скончался через два дня после того, как доктор Тод Фузиа (Tod Fusia) во время операции по удалению почки при помощи «да Винчи» случайно рассёк брюшную аорту и нижнюю полую вену. В течение полутора часов никто из медперсонала этого не замечал. В ходе расследования выяснилось, что врач был недостаточно подготовлен к работе с умным роботом. Руководство больницы совершило ошибку, допустив его к этой операции. Так что виноват оказался не «да Винчи», а человек, им управлявший.
Разработчики утверждают, что безопасность в использовании — это их главная забота. Сегодня робот-хирург запрограммирован так, чтобы защитить пациента от случайных движений хирурга. Если команда врача покажется роботу слишком резкой или не будет соответствовать плану операции, то он запросит дополнительное подтверждение.
С помощью роботов только в Великобритании выполнено уже более десяти тысяч операций на различных органах. Конечно, нельзя исключать, что случайно произойдёт сбой в программе или, к примеру, внезапно разъединится связь между хирургом и машиной при удалённой работе. Но риски при проведении таких операций значительно ниже рисков «ручного» метода. Опасности, что квалифицированные врачи останутся без работы, пока тоже нет. Однако с широким распространением роботов-санитаров, регистраторов и фармацевтов сократится количество рабочих мест для людей. При автоматизации предприятий любой отрасли первым страдает неквалифицированный персонал.
Задачи, которые ставятся перед разработчиками роботов, сложнее с каждым годом, в минувшем феврале этого года Пентагон объявил тендер на разработку робота, способного самостоятельно эвакуировать раненых с поля боя. Примечательно, что пять лет назад министерство обороны США уже выделяло $12 млн для работы над уникальным проектом Trauma Pod. Требования к робокомплексу уже тогда были выдвинуты самые серьёзные: проводить операции на поле боя под управлением только одного врача. Сейчас над этим проектом трудятся сотрудники калифорнийской лаборатории SRI International.
Trauma Pod — это комплекс роботизированных устройств, который сможет продиагностировать и стабилизировать состояние тяжелораненого. Главная роль в этом комплексе принадлежит роботу-хирургу, оснащённому манипуляторами с эндоскопом и хирургическими инструментами. Такая система, по задумке разработчиков, будет способна провести ряд экстренных операций — остановить кровотечение, зашить проникающее ранение, восстановить проходимость дыхательных путей.
Описанные фантастами в прошлом веке больничные палаты и операционные будущего уже сегодня стали реальностью. Все эти аппараты различной функциональности, механические щупальца, без устали выполняющие многочасовые манипуляции, видеомониторы для контроля за состоянием больного и прочие приборы появляются в клиниках по всему миру. Но человеческого участия они, конечно, заменить не могут. А нередко доброе слово и понимание оказываются нужны ничуть не меньше, чем эффективное лечение.
http://www.vokrugsveta.ru/telegraph/pulse/1154/
Комментарии (0)