В клинике шведского Гетеборгского университета, в недавний четверг, произошло историческое событие — родился первый ребенок в мире, который был выношен в матке, полностью пересаженной с использованием робот-ассистированной хирургии. Создание хирургических систем с применением роботизации является одним из самых перспективных и динамично развивающихся направлений в медицинской технике. К 2030 году ожидается, что этот рынок достигнет объема свыше 30 миллиардов долларов. На данный момент уже существуют роботы, способные выполнять различные виды операций, однако они все еще скорее являются инструментами, умело управляемыми хирургами, а не автономными системами.
Роботы-хирурги набирают популярности
Новейшие технологии в области хирургии, основанные на использовании роботизированных систем, становятся все более популярными. Согласно прогнозам аналитической компании GlobalData, этот тренд будет продолжаться в ближайшие годы, приводя к значительному росту числа операций, выполненных с помощью хирургических роботов. По прогнозам экспертов, среднегодовой прирост составит 10,5% до 2030 года.
Данные исследования также указывают на то, что мировой рынок хирургических роботов и комплектующих для них, оцененный в $4,6 миллиарда в 2020 году, ожидается достичь ошеломляющей отметки в $30,7 миллиарда к указанному периоду. Это свидетельствует о почти шестикратном увеличении размеров рынка за короткий временной интервал.
Аналитики GlobalData отмечают, что за последние пять лет наблюдается значительный рост популярности операций с применением роботов в различных областях медицины. Новейшие технологии применяются как в общей хирургии, так и в сердечно-сосудистой, гинекологической, косметической и других операциях. Ожидается, что к 2030 году до 87% всех хирургических операций будут выполнять роботы.
Особый интерес вызывают системы, предназначенные для ортопедических и нейрохирургических операций, которые считаются самыми быстрорастущими сегментами данного рынка. Использование роботов в этих областях позволяет хирургам достичь более точных и предсказуемых результатов, а также сократить время восстановления пациентов.
А потянут ли финансы автоматизированных врачей
Вместе с быстрым развитием роботизированной хирургии необходимо также учитывать некоторые сдерживающие факторы, связанные с ее финансовой составляющей. Помимо преимуществ и потенциала, роботизированные хирургические системы требуют значительных финансовых вложений, что делает их более уязвимыми в периоды экономического кризиса. Данный фактор отчасти объясняет сокращение числа приобретенных американскими медицинскими учреждениями роботизированных систем на 27% в прошлом году.
Тина Дэн, главный аналитик по медицинскому оборудованию в компании GlobalData, отмечает, что в условиях экономического спада медицинским учреждениям значительно сложнее получить финансирование для приобретения роботизированных хирургических систем. Покупка таких систем является серьезным капиталовложением для медицинских учреждений. Средняя стоимость роботизированной хирургической системы составляет около $1 миллиона, плюс затраты на обслуживание.
Тем не менее, долгосрочная перспектива показывает, что даже в условиях экономических трудностей спрос на роботизированные хирургические системы может возрасти благодаря их большей эффективности и потенциальной экономии средств по сравнению с традиционными хирургическими методами. Такие системы позволяют достигать более точных результатов и сокращать время восстановления пациентов, что в долгосрочной перспективе может привести к экономической выгоде для медицинских учреждений.
Роботы демонстрируют уникальную тонкость и точность
В 2000 году американская компания Intuitive Surgical представила миру первый хирургический робот под названием da Vinci, который был одобрен властями США. С тех пор более 7,5 тысяч таких роботов были установлены в больницах по всему миру для выполнения различных операций.
За два с половиной десятилетия в области роботизированной хирургии произошли значительные изменения. Применение роботизированных систем позволяет осуществлять операции менее инвазивным и более точным способом. Это приводит к сокращению размеров разрезов и, как следствие, снижению болевых ощущений у пациентов, более быстрому восстановлению и другим благоприятным последствиям.
С помощью роботизированных систем стало возможным вводить в тело пациента камеру и роботизированную руку с инструментами через небольшие или даже точечные разрезы. Это процедура, известная как малоинвазивная хирургия, предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционными операциями. Меньшие разрезы уменьшают риск кровотечений, снижают потребность в большом количестве стежек и сокращают время восстановления после операции. Кроме того, точность роботизированных систем позволяет хирургам более точно манипулировать инструментами и выполнять сложные манипуляции с высокой степенью уверенности.
Роботизированная хирургия нашла применение в различных областях медицины, включая общую хирургию, сердечно-сосудистую, гинекологическую, нейрохирургию и ортопедию. Благодаря улучшенной точности и контролю, роботизированные системы помогают хирургам выполнить более сложные процедуры с меньшим риском для пациентов.
Революционное событие: робот способствовал рождению ребенка
В клинике Гетеборгского университета в Швеции, в четверг прошлой недели, произошло революционное событие: впервые в мире родился ребенок, выношенный в матке, которая была пересажена с помощью роботизированной хирургической системы. Эта операция отличалась минимальной кровопотерей благодаря использованию робота. Сама матка была пересажена в клинике в октябре 2021 года.
Пернилла Дам-Келер, преподаватель Сальгренской академии Гетеборгского университета, проводившая операцию, заявила: «С помощью роботизированной хирургии минимального вмешательства мы можем проводить ультраточные операции. Это хирургия будущего».
Стоит отметить, что в 2019 году в этой же клинике Гетеборгского университета уже было рождено первое в мире дитя из пересаженной матки, в которой участвовал робот. Однако в то время робот применялся только для извлечения матки у донора, а пересадку матки врачи проводили обычным, открытым способом. В текущем случае врачи использовали робота и для извлечения матки, и для пересадки ее в организм будущей матери.
Это значительное достижение в развитии роботизированной хирургии, которое открывает новые перспективы в области лечения бесплодия и возможности рождения детей у женщин, у которых ранее это было невозможно. Подобные инновационные процедуры, которые комбинируют передовые технологии и медицинские науки, открывают новые возможности и надежды для многих пар, желающих осуществить свою мечту о родительстве.
Роботам подвластна и нейрохирургия
Израильская компания Tamar Robotics недавно представила инновационную роботизированную систему для нейрохирургии, которая обещает стать настоящим прорывом в области операций на мозге. По словам представителей компании, это самая маленькая и точная система, разработанная специально для операций на мозге. Основным компонентом системы является трубка диаметром 10 мм, оборудованная камерой и роботизированными «руками» с необходимыми инструментами. Главной целью системы является удаление опухолей и тромбов в мозгу. Предполагается, что практическое применение робота начнется в США уже в 2026 году.
Традиционно нейрохирургам приходится создавать более крупные отверстия, чтобы достичь нужных участков мозга, на которых необходимо проводить операции. Это, в свою очередь, может затронуть больше здоровых тканей. Аарон Фельдман, вице-президент по развитию бизнеса в Tamar Robotics, объясняет: «Мозг настолько тонок и чувствителен, что если вы двинетесь в неправильном направлении, вы можете удалить опухоль, но пациент может потерять способность говорить или двигаться на всю оставшуюся жизнь. Поэтому уменьшение пространства, которое проходит через ткани мозга к опухоли, имеет огромное значение».
Разработка и представление такой роботизированной системы для нейрохирургии является значительным прорывом в области медицины.
Искусственный интеллект как прорыв в медицине
Согласно мнению экспертов, создание более гибких и «мягких» роботов является перспективным направлением, которое может привести к расширению возможностей и применения роботов в медицине. Такие гибкие бесшарнирные роботы смогут быть погружены внутрь тела на большую глубину и решать задачи, которые в настоящее время остаются неразрешенными. Это открывает новые горизонты для медицинских процедур и операций.
Компания Endosmart, основанная Берндом Фогелем, занимается разработкой компонентов для таких гибких роботов, используя материал из нитинола, сплава титана и никеля. Эти компоненты обладают высокой гибкостью и способностью приспосабливаться к форме и движениям внутренних органов, что позволяет проводить более точные и сложные манипуляции.
Продвинутая хирургическая роботика может существенно развиваться благодаря применению передовых технологий, таких как искусственный интеллект и облачные вычисления. Искусственный интеллект может улучшить способности роботов в анализе и обработке данных, а облачные вычисления позволяют использовать высокую вычислительную мощность для выполнения сложных вычислительных задач. Это открывает новые возможности для точных и действенных медицинских процедур.
Роботов-медиков нужно довести до самостоятельности
Хотя роботы в хирургии с каждым годом становятся все более автономными, они до сих пор остаются преимущественно инструментом, управляемым врачом, а не полностью самостоятельной системой. Одной из основных причин этого является то, что размеры и точное расположение органов могут значительно различаться у каждого пациента.
Для решения этой проблемы применяются камеры, сенсоры и программное обеспечение, которые отслеживают мельчайшие движения ткани и инструментов. Примером такого использования является исследование, проведенное в прошлом году учеными из Университета Джонса Хопкинса, где был протестирован робот Smart Tissue Autonomous Robot. Во время эксперимента робот самостоятельно произвел швы на разорванном кишечнике свиньи. Сенсоры робота отслеживали флуоресцентный гель, который был нанесен на обе части разрезанного органа. Камеры создавали трехмерную модель ткани и передавали ее в систему. Благодаря этой информации робот мог осуществить большинство швов (83%) без вмешательства человека. Однако в 17% случаев потребовалось вмешательство хирурга.
Это демонстрирует, что хотя автономные роботы в хирургии совершают значительные прорывы, все еще существуют ситуации, требующие вмешательства и экспертизы врача. Индивидуальные особенности пациента, а также непредвиденные факторы во время операции, могут требовать принятия решений и коррекций со стороны медицинского специалиста. Таким образом, сотрудничество между роботом и врачом, комбинируя их индивидуальные преимущества и навыки, остается ключевым в достижении наилучших результатов в хирургии.
Люди и роботы должны достичь взаимопонимания
Действительно, вопросы безопасности и принятия решений остаются актуальными в развитии хирургической роботики, аналогично ситуации с беспилотными автомобилями, которые пока еще не широко используются на обычных дорогах. Один из исследователей в области хирургических роботов, Алекс Аттанасио из японской компании Konica Minolta, отмечает, что регуляторы и медицинские учреждения требуют объяснений о том, как роботы принимают решения. Однако возникают сложности в объяснении каждого конкретного решения, поскольку современные роботы, использующие технологии машинного обучения, основывают свои решения на анализе больших объемов данных.
Роботы, оснащенные алгоритмами машинного обучения, могут обрабатывать и анализировать огромные объемы информации, что позволяет им принимать сложные решения. Однако именно из-за этой возможности многие из этих решений становятся сложными для объяснения и понимания со стороны людей. Объяснение процессов принятия решений и доверие к роботизированным системам становятся важными аспектами, особенно в медицинской сфере, где безопасность и точность имеют высокий приоритет.
С учетом этих вызовов, исследования в области «объяснимого искусственного интеллекта» становятся активным направлением работы. Цель заключается в разработке алгоритмов и методов, которые позволят роботам объяснять свои принятые решения и делать их прозрачными для человека. Это позволит врачам и регуляторам понять логику и основания роботизированных систем, повышая доверие и обеспечивая безопасность во время хирургических процедур.
©kommersantam.com