5 роботов, которые изменили наши представления о хирургии

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Share Button

spruce-image (25)В конце ХХ века в помощь хирургу-человеку пришли роботы и в чем-то заменили его. Врач и наш автор Альбина Нурдинова разбирает пять направлений современной хирургии, которые стали возможны благодаря роботам. 

Хирургия – древнейшая медицинская специальность. Вырезать отравленный наконечник стрелы из тела соплеменника и прижечь рану раскаленным железом уже было хирургической операцией. И даже ударом по голове обезболивали процедуру – ведь человек без сознания не испытывает боли. Уже 8 тысяч лет назад умели удалять камни из мочевого пузыря и делать трепанацию черепа. Образ хирурга ХIХ-ХХ века неотделим от скальпеля, сверла и долота, которые без обезболивания и наркоза вполне могли служить орудиями пыток.

Медицинские роботы сегодняшнего и завтрашнего проникают в доселе недоступные части человеческого организма и оперируют в тех областях, куда до этого не подступался ни один хирург.

Аппендицит вчера и завтра

Как проходит стандартная операция по поводу аппендицита? Операционное поле изолируется стерильным материалом, обезболивается с помощью  инъекций, скальпелем производится разрез, специальными металлическими зажимами пережимаются сосуды и останавливается кровотечение, хирург находит воспалившийся участок кишечника, с помощью скальпеля удаляет его, зашивает иглой со специальным шовным материалом, затем послойно ушивает разные анатомические образования, которые находятся между кожей и кишечником. Последней зашивается рана от разреза на коже. Через 1-2 недели снимаются швы.

Робот SurgiBot позволит провести ту же операцию по удалению аппендикса лапароскопически – через прокол в коже — с высокой точностью. Хирург, управляя двумя щупами и камерой-фонариком, наблюдает за ходом процесса на стандартном мониторе, регулируя чувствительность управляющих ручек для повышения точности движения щупов.

Робот-хирург SurgiBot

Робот-хирург SurgiBot

Минимум боли, минимум кровопотери и травматичности, практически нет риска инфицирования, косметический эффект и быстрое восстановление после вмешательства – вот несомненные плюсы.

Да Винчи хирургии

Самым известным хирургическим роботом в мире является да Винчи. Это робот-ассистент, стоимость — 1,5-2 млн евро.

Да Винчи — ветеран, его начали использовать еще в конце 1990-х годов. Сегодня более 3000 da Vinci выполняют миллионы операций по всему миру. Большая часть их установлена в США, Израиле и Германии. Порядка двух десятков таких устройств есть и в России. Первая в России операция с использованием робота da Vinci была проведена на сердце в Москве в 2014 году.

Отличает его точность инструментов, управляемых кончиками пальцев, четыре роботизированные руки с инструментами, имеющими 7 степеней свободы — больше чем кисть человеческой руки — и изгибающиеся на 90 градусов.

Робот-хирург da Vinchi

Робот-хирург da Vinchi

Если представить прежние операции при опухолях, когда приходилось удалять целиком не только сам пораженный раком орган, но и окружающие ткани, то использование да Винчи позволяет провести сложные операции с сохранением органа и его функции. Прорывом стали гинекологические операции при злокачественных опухолях, когда женщина сохраняет способность забеременеть и выносить ребенка.

Молоток vs. Рободок

Одной из самых частых проблем в ортопедии являются заболевания суставов и переломы. Особенно трагичным является перелом шейки бедра, приводящий к инвалидности и иногда к смертельному исходу.

Операции по замене крупных суставов выполняются давно, но являются сложными и травматичными. Сначала изготавливается эндопротез из металла, полимерного пластика или керамики. Процедура замены тазобедренного сустава протекает от полутора до трех часов и состоит в удалении пораженного сустава и замене его искусственным имплантатом.

Всему этому предшествуют сложные расчеты, не гарантирующие полной точности – ведь в процессе операции нужно удалить разрушенную и пораженную часть кости, что можно точно определить только во время операции, при этом высок риск перелома бедра, т.к. используется молоток и долото. Риски операции также связаны с возможностью занесения инфекции в организм и большими кровопотерями.

Система Рободок (Robodoc) механически формирует полость необходимых размеров для установки протеза тазобедренного сустава. Предварительно Robodoc создает трехмерную модель на основании данных компьютерной томографии. Хирург выбирает необходимую модель протеза из загруженных в базу данных компьютерной системы. Далее Robodoc использует эти данные для формирования полости для установки протеза. Получающаяся полость с очень большой точностью соответствует протезу, что улучшает исход.

Робот Robodoc

Робот Robodoc

Искусственный мозг оперирует настоящий мозг

Высокая точность особенно важна при операциях на головном мозге. Развитие роботов и компьютерных технологий в нейрохирургии и микрохирургии глаза прошло путь от помощников хирурга до роботов, чья цель состоит в выполнении операций на головном мозге без всякого вмешательства руки человека. Примером такого робота служит искусственная механическая рука, которая манипулирует различными инструментами и приборами, заполнена электромагнитными тормозами и датчиками.

Cистема Минерва (MINERVA) используется вместе с компьютерным томографом, с которым робот связан при помощи стереотаксической рамки, фиксированной к голове пациента. Робот сам по себе представлен в виде механизма, который держит инструменты. Он обладает семью степенями свободы и манипулирует скальпелями, электродрелями, сверлами, иглами, зондами, электродами для электрокоагуляции. Точность движений при этом выверяется до микрона.

Микророботы-эндоскопы и операции без разрезов

Если кому-то приходилось проходить эндоскопическое исследование желудка (ФГС) или других органов – он долго не забудет эту неприятную процедуру, большинство описывают это как «проглотить шланг». Еще одним интересным направлением современной хирургии являются «умные» микророботы-эндоскопы, которые проходят через сложные изгибы кишечника.

Биоинженерные технологии совершают революцию в XXI веке. Хирурги и инженеры сотрудничают более тесно, чем когда-либо ранее. Например, использовавшиеся при исследовании заброшенной атомной станции технологии заинтересовали медиков. Речь идет о роботе-змее The Flex System. Это гибкая эндоскопическая система, позволяющая проводить операции без единого разреза на теле. При оперативном вмешательстве система вводится через горло и может достигать самых труднодоступных мест.

Робот-хирург-змея The Flex System

Робот-хирург-змея The Flex System

Кроме того, робот оснащен дополнительными инструментами, позволяющими проводить широкий спектр операций с высокой точностью, а также камерой высокого разрешения, позволяющей рассмотреть ткани органа в мельчайших подробностях.

Первоначально планируется применять «змею» для операций на гортани и ротоглотке, а по мере накопления опыта она сможет использоваться для операций на более труднодоступных органах.

Вместо заключения

На этом видео робот да Винчи пришивает снятую с виноградины кожицу, демонстрируя ювелирную точность:

Share Button

2 комментария к статье “5 роботов, которые изменили наши представления о хирургии”

  1. олег голдырев

    08.10.2015

    робот-ассистент — не робот на самом деле, он полностью управляемый человеком

    Ответить на этот комментарий
  2. Egor

    18.10.2015

    «робот-ассистент — не робот на самом деле, он полностью управляемый человеком»
    ——
    А старальная машина- это робот?
    О понятиях не спорят, о них договариваются

    Ответить на этот комментарий

Оставить комментарий

© 2014-2017 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено.
Наверх
Яндекс.Метрика