Железные механизмы вместо живых врачей. Роботы в медицине

Появившись в здравоохранении всего несколько десятилетий назад, железные врачи быстро стали востребованными и уже в наше время прочно обосновались в его различных отраслях. Хирургия, терапия, диагностика, помощь пациентам и персоналу — вот далеко не полный перечень медицинских специальностей, в которых они уже работают, оказывая существенную поддержку медикам и пациентам. Предлагаем вам обзор современных возможностей использования роботов в медицине, опубликованный на портале «Научная Россия»¹.

Хирургия

На сегодняшний день, одной из отраслей медицины, в которой они широко используются, является хирургия. Там они применяются в малоинвазивных операциях, — операциях с минимальным количеством разрезов кожи, которые не требуют от устройства высочайшей квалификации и в то же время сокращают потери крови и риск заражения, обеспечивая в дальнейшем быстрое выздоровление пациента. К тому же, в отличие от человека, робот имеет гораздо больший диапазон движений, что дает возможность делать сложнейшие операции в труднодоступных местах.

Так, медицинская роботизированная система Da Vinci, созданная в США, имеет четыре манипулятора с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы и 3D монитор.

Благодаря этому, он способен копировать, масштабировать и отслеживать работу находящегося вне операционного блока хирурга, блокируя в случае необходимости случайные или опасные движения.

Роботизированные медицинские комплексы, такие как, например, робот-хирург AST (Assisted Surgical Technologies), имеются и в России. «AST — это принципиально новый хирургический робот, не являющийся копией какого либо иного присутствующего на рынке, с возможностью расширения под конкретные задачи» — поясняет один из его разработчиков, один из ведущих урологов РФ, академик РАН, Дмитрий Пушкарь.

По сравнению со своими иностранными аналогами, он не требует наличия дорогостоящих инструментов и специального производственного оборудования. При этом он компактен и имеет широкие возможности: может делать операции в брюшной полости, гинекология, урология, нейро- и кардиохирургия и даже пластические операции.

Терапия

Еще одно направление развития медицинской роботехники — терапия. В классической медицине, терапевт — это врач первичного звена, который исходя из анализа первичных внешних и внутренних признаков, ставит предварительный диагноз. Но постепенно его обязанности роботы тоже берут на себя.

Теперь всю информацию собирает уже не врач, а специальные датчики, расположенные по всему телу и в случае обнаружения тех или иных заболеваний, передающие данные о них медикам. Так работает система Google Fit: вмонтированные в одежду, обувь, очки и браслеты датчики, круглосуточно собирают и отправляют биометрические данные в базу данных Baseline. На основе собранной информации система сможет выявить признаки возможных заболеваний и в случае необходимости сообщить о них соответствующему специалисту.

Возможен и другой вариант: когда система не только сама собирает данные, но и делает диагностику вместо врача. Примером такого устройства является система IBM Watson, обрабатывающая всю информацию о человеке, начиная с изучения вопроса и заканчивая оценкой полученных результатов. Благодаря этому, она способна распознать признаки любого заболевания.

Аналогичные устройства имеются и в России. На Тулиновском приборостроительном заводе, расположенном в Тамбовской области, разработано устройство, способное определять основные показатели здоровья человека: вес, рост, температуру, частоту пульса и артериального давления и ряд других показателей. В случае необходимости, он может выдать и рекомендации по питанию.

Сев в кресло перед экраном, пациент прикладывает палец, руку целиком или лоб в окружающие его со всех сторон датчики. Сбор и обработка информации занимает меньше одной минуты. Прибор оценивает состояние организма в целом и в случае надобности выдает рекомендации по его улучшению.

Однако общим состоянием и диетой дело не ограничивается. «При желании комплекс можно оснастить измерителем содержания алкоголя в крови, возможностью оценки степени слуха и плоскостопия», — пояснил в интервью ВЕСТИ/Тамбов генеральный директор АО «Тулиновский приборостроительный завод «ТВЕС» Евгений Солодков. Аппарат планируют размещать в людных местах, например, крупных торговых центрах или на предприятиях, где требуется регулярный медосмотр работников — летчиков, машинистов, водителей, а также представителей других специальностей.

Диагностика

Не менее востребованы в медицине и диагностические роботы. Например, в Массачусетском технологическом институте, был спроектирован небольшой робот Skinbot V, который осуществляет диагностику кожи. Он оборудован присосками, миниатюрной лампой и микроскопом, данные с которого могут быть загружены куда угодно — облачное хранилище, планшет, смартфон, компьютер.

При помощи встроенного гироскопа Skinbot V определяет подвижность исследуемого участка и на основании полученной информации строит маршрут и выбирает наиболее оптимальное место для закрепления. После этого, исследуемый участок изучается нейросетью на предмет наличия псориаза, кожных паразитов, меланомы и других кожных заболеваний, причем благодаря наличию микроскопа их можно выявлять на самой ранней стадии

Российский комплекс RoboScan проводит ультразвуковое сканирование в автоматизированном режиме: УЗИ выполняется согласно внутреннему протоколу по заранее заложенной траектории, в зависимости от зоны исследования и показаний различных датчиков. Доступ к полученной в ходе обследования информации может получить соответствующий специалист, независимо от места и времени, используя лишь стандартное программное обеспечение.

Таким образом, вся рутинная работа по сбору данных с использованием робота формализована, стандартизирована и может выполняться под управлением медицинского персонала среднего звена. Это, в свою очередь, снижает нагрузку на врачей, которые могут сосредоточиться на изучении данных, их описании и формировании заключения.

«Внедрение решения RoboScan в клиническую практику позволит ускорить цифровизацию отрасли УЗИ, повысить качество диагностики, снизить нагрузку на врачей и предоставить квалифицированную помощь там, где существует нехватка специалистов» — поясняет руководитель проекта Артем Бадриев.

Новые возможности

Научно-технический прогресс не стоит на месте и уже сейчас помимо хирургии, терапии и диагностики, роботы нашли себе применение и в других направлениях медицины. Это дезинфекция, обучение персонала, протезирование, рутинные операции вроде регистрации пациентов, работы с электронными картами, предоставления справочной информации, развозки лекарств, инструментов, белья, еды и многое другое.

Они работают не только вне, но уже и внутри человеческого организма. Здесь для них нашлось широкое поле деятельности: доставка лекарств в пострадавшие ткани и органы, обследование и постоянное наблюдение за работой жизненно важных органов, точечное уничтожение вирусов и раковых клеток, отчистка кровеносных сосудов от бляшек и многое другое.

Скажем ученые Национального исследовательского университета ИТМО, создали высокочувствительного наноробота из молекул ДНК предназначенного для поиска вирусов. В его составе находится 215 нуклеотидов — элементарных структурных единиц ДНК и РНК. Чтобы выяснить, есть ли в образце инфекция, нужно добавить в него раствор с ДНК-системой и вещество, способное светиться, чтобы визуализировать результат. ДНК-роботы прошли проверку на COVID-19, но в будущем могут быть адаптированы для поиска и других вирусов.

Ожидается, что массовое использование роботов радикально изменит здравоохранение уже в течение следующего десятилетия. Специалисты предполагают, что в ближайшее время все больше обязанностей будет брать на себя искусственный интеллект — обработка данных, разработка новых лекарств и способов лечения, налаживание дистанционного взаимодействия с пациентом и многое другое.

А в более отдаленном будущем — роботы полностью заменят людей и к этому надо быть готовыми уже сейчас. «Это — вопрос даже не технических составляющих, все зависит от того, как быстро эту возможность воспримет сообщество и регуляторные системы», — заявил в интервью RB.ru генеральный директор Фонда международного медицинского кластера Михаил Югай.