Робот хирург

Просматривая фантастический фильм о будущем, нередко можно наблюдать, как какой-нибудь робот хирург ловко ставит на ноги героя истории. Сегодняшний день нам дарит надежду, что все это не останется лишь выдумкой.

Что же все-таки произошло?

А произошло то, что наконец-то автоматизированная система провела более или менее сложную хирургическую операцию САМОСТОЯТЕЛЬНО (ну почти :)). Такая система давно будоражила умы, но так и не была реализована на практике.

Вот американские ученые вплотную подошли к созданию такого чуда техники. Уже давно проводятся подобные эксперименты и уже давно некоторые исследовательские лаборатории пафосно заявляют, что создали-таки робота хирурга. До недавнего времени это было и не так и одновременно так.

Готовые образцы могут выполнять простые операции на жестких структурах, таких как кости. Они примечательны тем, что во время операции практически не меняют своих свойств. Но подавляющее большинство хирургических вмешательств проходит на мягких тканях, которые свои свойства меняют. Хитрые ученые часто замалчивают этот факт. А в нем, как говорится, вся соль. Хирург, совсем не оперирующий на мягких тканях – не такой уж и хирург.

У них получилось

Но вернемся к нашим американским ученым. Точнее, совсем не нашим… Впрочем, для кого как. Исследовательская группа из США уже дивным давно пытается создать робота хирурга, у которого руки растут из правильного места, и он может резать и зашивать мягкие ткани.

Задача эта вообще непростая, и на ее решение было угрохано много премного времени. «Рождение» умелого робота проходило тяжело, в несколько этапов и таки принесло свои плоды.

Как оно работает

В роботе было применено достаточно много инновационных подходов. В частности 3D NIRF технология. Она позволяла решать следующие проблемы, стоящие перед созданием полноценного робота хирурга:

  • Глупые машины плохо различали контуры тканей и не могли понять, где их границы.
  • Программисты не могли написать нормальных алгоритмов, по которым робот делал бы операции.
  • И другие.

Первая как раз и была решена при помощи этого 3D NIRF. Ее суть в том, что датчики робота («глаза») регистрируют излучения от тканей в инфракрасном диапазоне. Эти излучения у разных тканей неодинаковые, что и позволяет их различать. Причем информация собирается со всего массива ткани, что позволяет создать трехмерный образ и иметь дело с ним.

Читайте также:  Техника рейки

На составление алгоритма ушла не меньшая уйма времени. В него была заложена возможность обучения с учителем, где неверные действия робота карались плетьми корректировались и заносились в память. Такая вот работа над ошибками помогла достичь неплохих результатов.

Все мы учимся

Сначала робота хирурга натаскивали делать простые швы по линеечке. Это получалось вполне неплохо, после чего было решено отправить его определять конфигурацию мягких тканей.

Здесь уже все было не так гладко, и хирургам пришлось много корректировать начинающих врачующих киборгов. После успешного окончания этого испытания робот был допущен к настоящему органу – свиной кишке.

Правда кишка эта была отдельной (т. е. без остальной свиньи). Тем не менее, условия были максимально приближены к реальным. Всем известно, что строение внутренних органов свиньи необычайно схоже с человеческим. Именно поэтому раньше были популярными такие операции как пересадка клапанов сердца от свиньи человеку или гемодиализ (очистка крови) через свиную печень.

В качестве мишени были использованы те самые мягкие ткани, изменяющие свои свойства (упругость, пластичность, и др.) в ходе операции (из-за сокращения мышечных клеток, изменения кровенаполнения и т. д.). Здесь разработчики столкнулись с множеством трудностей, им пришлось корректировать и тем самым обучать свое детище. Оно, кстати, так и не смогло выполнить операцию полностью автономно, но было допущено к цели своего предназначения – операции на живом организме.

Момент истины

Итак, робот, изображенный на иллюстрации выше, приступил к операции на кишке, изображенной на иллюстрации ниже. Стоит отметить, что это опять была свинья, так что ни один человек не пострадал. Было выполнено наложение анастомоза на кишку(соединение двух концов разрезанной кишки) по типу конец в конец при помощи лапаротомии (засовывание нескольких трубочек внутрь: лампочки с камерой и инструментов, без огромного разреза а-ля полостная операция).

Читайте также:  Ухо

Замена колена с помощью роботизированной руки

Робот хирург в итоге провозился с этим анастомозом чуть больше часа, что несколько продолжительнее аналогичной работы для хирурга из костей и мяса. Как и на прошлых этапах, киборг не был абсолютно самостоятельным – лишь наложение 58% швов были полностью автономными. На первый взгляд кажется не очень воодушевляющим фактом.

Однако если посмотреть на аналогичное распределение самостоятельности по времени, все становится более радужным:

  • 7% времени человеческая особь в профессии хирурга корректировала действия неодушевленного товарища.
  • 3% человек подтверждал сомнительные действия.
  • 3% человек исправлял ошибки.

То есть 13 процентов времени в работу робота хирурга вмешивались исследователи, на всем остальном промежутке чудо инженерии работало само. Получается, совсем не зря учился.

Полную научную публикацию со всеми формулами и статистическими выкладками Вы можете найти в журнале «Science» под названием «Supervised autonomous robotic soft tissue surgery«.

Выводы

Американской исследовательской группе удалось достичь действительно хороших результатов. Да, робот еще сыроват и пока способен проводить только один тип операции и тот не совсем самостоятельно. Но давайте взглянем на положительные стороны:

  • Врач руководил действиями робота только 13% времени, что может в перспективе сильно разгрузить медицинский персонал.
  • Хоть в арсенале только один тип, но таких операций только в США выполнятся около миллиона в год.
  • Робот сильно не накосячил и в будущем может быть хорошей страховкой от ошибок неопытных врачей.

Таким образом, мы все ближе к светлому будущему, когда операции будут делать безошибочные роботы, а люди наслаждаться быстротой их протекания и легкостью восстановления после них.

Исследователи (по крайней мере, по их словам) не стремятся создать полностью автономного робота хирурга и таким образом лишить работы многих хирургов. Они готовят лишь инструмент, значительно облегчающий им и всем нам жизнь.

Уважаемые читатели блога Pererojdenie.info, как вы считаете, робот хирург уже реален или это миф, оставляйте комментарии или отзывы. Кому то это очень пригодиться!

Оцените этот пост, я старался:

Ужасная статьяНичего интересногоТак себеНормальноХорошоКлассная статьяШедевр (Нет отзывов)
Загрузка...

Понравилась статья?! Поделитесь с друзьями:

Добавить комментарий