Современная хирургия взяла на вооружение самые передовые технические новинки: робототехнику и компьютерные технологии. Какие перспективы даёт этот союз инноваций и традиций – в нашем обзоре новейших достижений мы попытались дать ответ на этот вопрос.
Фраза о том, что операцию делает робот, уже перестала быть фантастикой. Медицинские роботизированные комплексы успешно работают по всему миру. У нас в России они используются не только в Москве и Санкт-Петербурге, но и во многих других регионах.
Первопроходцами в этой области высокоточной медицины стали врачи из Екатеринбурга – в октябре 2007 года в Свердловской областной клинической больнице провели первую в России операцию при помощи хирургического робота Да Винчи.
Хирург-уролог Александр Зырянов после той операции сказал журналистам: «Это очень похоже на компьютерную игру, но у этой технологии великое будущее!»
Комплекс состоит из двух блоков – первый предназначен для врача, который, управляя джойстиками и педалями, проводит операцию. Движения дублирует второй блок: две его руки повторяют движения хирурга, третья рука выполняет задачи ассистента, а четвёртая держит видеокамеру. Объёмное изображение оперируемого участка транслируется на экран, при необходимости его можно увеличить в десять раз.
Второй хирургический робот появился в окружной хирургической больнице Ханты-Мансийска, и лишь потом «семья» Да Винчи прописалась в Москве.
По данным американской компании Intuitive Surgical, производящей эти комплексы, в России сейчас функционирует двадцать пять таких аппаратов, в клиниках США их уже свыше двух тысяч, около тысячи используются в других странах мира. Приобрести систему Да Винчи можно напрямую у производителя, цена будет варьироваться в зависимости от комплектации – числа консолей и прочих дополнительных устройств. А ещё – от договора на обслуживание техники и обучение специалистов. Если он будет заключен на срок до пяти лет, возможны существенные скидки. Кроме того, в Европе и Азии создана сеть фирм-посредников, которые являются официальными представителями компании Intuitive Surgical. Цикл обновления линейки комплекса Да Винчи составляет примерно пять лет, сейчас выпускается уже третье поколение медицинских роботов.
Стоимость операций, проводимых при помощи комплекса Да Винчи, зависит от многих факторов, и в первую очередь от тяжести процесса и техники исполнения. Самая популярная операция – удаление раковой опухоли простаты, в клиниках Германии обойдётся российским гражданам примерно в 12 тысяч евро. В эту сумму включёны так же перелёт и оплата услуг переводчика.
Рекорд по числу операций, проведенных с помощью робота Да Винчи, принадлежит хирургу из Нью-Йорка Дэвиду Самади – более шести тысяч.
Плюсы и минусы
Самый большой недостаток комплекса Да Винчи – высокая цена. В США комплекс стоит около двух миллионов долларов, а российским клиникам он обходится уже в три. Кроме того, затраты на обслуживание и расходные материалы составляют около двухсот тысяч долларов в год.
Все инструменты для Да Винчи – разовые, и стоят они весьма прилично. Комплект для одной операции обходится в сумму от трёх до четырёх тысяч долларов. Чтобы установка Да Винчи окупилась, аппаратура должна работать с полной загрузкой, поэтому в западных клиниках операции с использованием роботов поставлены на конвейер.
Хирурги старой закалки, считающие тактильные ощущения очень важными, критикуют Да Винчи за отсутствие непосредственного контакта с больным. Но именно это можно считать и большим плюсом – риск занести в рану инфекцию практически отсутствует.
К тому же манипуляторы робота могут проникнуть в такие участки, куда человеческим рукам просто не дотянуться. Миниатюрнее ставятся разрезы, кровопотери сводятся к минимуму. Осложнений после таких операций меньше, пациенты быстрее восстанавливаются.
Да Винчи позволяет делать операции даже на работающем сердце – это просто ювелирная точность.
При необходимости, если подключить вторую консоль, управлять комплексом могут сразу два хирурга. Список операций, которые совершают при помощи Да Винчи, постоянно растёт – в нём практически все важные органы, от головного мозга до нижнего таза. Но наиболее популярен робот у хирургов-урологов, на операциях по удалению опухоли простаты, почек и мочевого пузыря Да Винчи занят чаще всего.
Страхи о том, врач может потерять контроль над медицинским роботом, не лишены оснований. Уже был случай, когда пациентка умерла от потери крови – аппарат случайно повредил крупный сосуд.
«Результаты исследований показывают, что риски, связанные с использованием робота, существенно занижены. Быстрое внедрение аппарата да Винчи было сделано без оценки его возможностей. Нам известны случаи катастрофических осложнений, возникших после операций, проведенных при помощи механических рук», – заявил недавно хирург из университета Джонса Хопкинса Мартин Мэкэри (Martin Makary).
Врачей тревожит, что медицинские роботы могут быть подвержены атакам хакеров, вирус, попавший в программное обеспечение, может вызвать сбой в системе. Особенно актуально это в случаях, когда хирург управляет роботом на значительном расстоянии – ведь сигналы к манипулятору идут по открытым каналам. Специалисты из Вашингтонского университета доказали это, они провели экспериментальную кибер-атаку, взломав маршрутизатор робота-хирурга. В результате врач потерял контроль над ним, движения манипуляторов стали хаотичными. Защитится от таких сбоев можно, шифруя сигналы.
Война с Зевсом
Робот-хирург может считать своим дедушкой механический манипулятор, который используется на автомобильных заводах. В 1972-м году изобретатель Виктор Шейман создал механическую руку, которая управлялась дистанционно, и в автоконцерне "Generalmotors" решили, что она будет полезной и в медицине. Хирургический вариант этого манипулятора назвали "Puma – 650", с его помощью в 1985-м году провели первую операцию: взяли частицу опухоли мозга на биопсию.
Более сложная операция (удаление опухоли предстательной железы) была проведена в Великобритании в 1988-м году при помощи английского хирургического манипулятора ProBot.
В те годы в США разработали робот-манипулятор Zeus для NASA. Но на Земле он пригодился больше, чем в Космосе – трёхрукий монстр, названный в честь древнегреческого бога Зевса, в 1998-м году провёл первое коронарное шунтирование. После сертификации робота запустили в серийное производство. Но тут же выяснилось, что по заказу Пентагона в США в Стенфордском институте был разработан другой подобный комплекс, который назвали в честь гениального художника и изобретателя Да Винчи.
Компании-производители после долгих судов о патентных приоритетах в 2004-м году решили объединиться. В итоге всё лучшее от Зевса досталось Да Винчи, и комплекс стал производится только под этим брендом.
Ну, а робот Зевс вошёл в историю, совершив великий подвиг – в 2001-м году с его помощью была проведена первая трансатлантическая операция. Хирург Жан Мареско, находясь в Нью-Йорке, удалил желчный пузырь женщине, которая лежала на операционном столе в Страсбурге. Врача и пациентку разделяло семь тысяч километров!
Успешно служат медицинские роботы на флоте и в армии США, спасая жизни военнослужащих. При необходимости для операции в другой части света можно привлечь квалифицированных хирургов, которым для этого даже не придётся покидать родной город.
Российский робот почти готов
В 2012-м году правительство России поручило разработать отечественный хирургический робот.
По словам главного уролога РФ профессора Дмитрия Пушкаря, опытный образец уже создан и он ни в чём не уступает американскому аналогу – даже проще и легче, и значительно дешевле.
А начальник Главного военно-медицинского управления Минобороны России генерал-майор медслужбы Александр Фисун сообщил, что у нас в стране создан военно-полевой медицинский роботехнический комплекс для поиска, эвакуации и оказания первой помощи раненым.
Возможно, самыми перспективными в медицине в ближайшие годы станут не огромные монстры типа Да Винчи, а нанороботы. Они уже способны самостоятельно найти и извлечь из тела человека опасные элементы, остановить кровотечение.
Учёные из Швейцарской высшей технической школы изобрели универсальный способ создания микророботов из гидрогеля и магнитных наночастиц. При воздействии магнитного поля они могут принимать нужную форму и передвигаться в организме. Примечательно, что их прототипом стали бактерии. Такие роботы могут попасть в любую часть тела и аккуратно соединить разорванные ткани.
Навигация внутри организма
Вопрос о том, как минимизировать хирургическое вмешательство и попасть точно в нужное место, для врачей очень важен. Анатомический атлас даёт лишь общее представление – расположение внутренних органов имеет индивидуальные особенности, люди сделаны не «под копирку».
Метод, который помогает определить расположение структур мозга человека (позже его назвали стереотаксис), первым предложил российский профессор Зернов.В 1889-м году он показал коллегам свой «энцефалометр» – установку для сложных пространственных измерений.
Английские врачи Горсли и Кларк в 1908-м году применили подобную установку при операции на мозге мышей, а уже через два десятка лет модернизированный прибор стали широко использовать нейрохирурги при операциях на людях. В наше время эту методику дополнил компьютерный томограф, помогающий точно рассчитать маршрут операции в трехмерной системе координат.
Стереотаксис позволяет делать сложные операции под местным наркозом, при постоянном контакте врача с пациентом.
Ещё один современный метод навигации в организме – лазерная флюоренсцентная диагностика. С его помощью можно определить очаги поражения бактериями.Суть в том, что микроорганизмы могут давать особое свечение при определённых условиях. Это что-то вроде визитной карточки – у каждого вида микроорганизма свой определённый спектр.
Метод прост и эффективен: от лазера по трубочке-световоду подводится луч с определённой длинной волны, а индуцируемая флюоресценция улавливается другим световодом. Ну, а затем принятый луч разлагается на спектр и обрабатывается компьютером. Такая экспресс-диагностика позволяет сделать лечение быстрым и эффективным, ведь можно доставить лекарство точно к очагу поражения.
Скушайте фотоаппарат!
Капсульная эндоскопия – ещё одна новинка, которую используют в диагностике и хирурги, и терапевты. Маленькая фотокамера в специальной оболочке размером чуть больше горошины может совершить «кругосветку» по желудочно-кишечному тракту, отсняв весь маршрут.
Снимки фотоаппарат в режиме реального времени отсылает на приёмник, который пациент носит в своём кармане.За одиннадцать часов камера делает двенадцать тысяч изображений, которые можно рассматривать как фильм.
В отличии от традиционной гастроскопии, капсула даёт возможность заглянуть и в тонкий кишечник.
Придумали такое сканирующее устройство в израильской компании GivenImaging, и этот метод быстро завоевал популярность по всему миру.
Если есть риск, что капсула застрянет в организме – такое бывает при травмах и опухолях – используется растворимая камера, которая исчезает через тридцать шесть часов, оставляя на месте «ДТП» электронный маркер. Он используется как ориентир для возможного хирургического вмешательства.
Исследования при помощи капсулы не требуют обезболивания, для них не нужна госпитализация и какие-либо химические препараты. Пациенту только нужно в течении четырнадцати часов воздержаться от приема пищи и сделать клизму. Кстати, капсулы одноразовые – так что стерильность и гигиена гарантированы.
Нервы можно пересадить
Парализованных людей медики научились исцелять, пересаживая им нервные волокна. Вернуть чувствительность и восстановить повреждённые ткани нервов можно с помощью технологии нейротрансферов с интраоперационной нейростимуляцией микроволокон. Проще говоря, пациенту пересаживают и перемещают волокна нервов.
Микрохирург Андрей Байтингер объяснил суть операции так: «Мы «разобрали» нерв и при помощи нейростимуляции выяснили, какое из нервных волоконец отвечает за каждую конкретную функцию, за сокращение какой мышцы. А потом, взяв частицы нервной ткани для «заплат», срастили волокна в нужном порядке».
Первую такую операцию, уникальную для России, провели в НИИ микрохирургии в Томске. За три часа хирурги под микроскопом пересадили пациенту его же нервные волокна на повреждённый прежде при травме участок.
Уникальность метода в том, что применяют его даже для тотально парализованных людей, когда обычное сшивание порванного нерва не даёт результата. После полугода реабилитации у пациента восстановились функции движения кисти руки.
А в перспективе эта технология может получить новое развитие. Сейчас, чтобы восстановить нерв в поврежденной ткани, хирурги для пересадки вырезают нервные волокна из другой части тела, но такая процедура связана с риском. В том месте, откуда взяты волокна, может возникнуть нарушения функций. За границей уже идут опыты по изготовлению нервных волокон на 3D биопринтере. В университете Миннесоты в США биологи распечатали необходимый для пересадки образец и в специально оставленные желобки добавили нервные клетки и питательные вещества для роста нервной ткани. Ещё недавно такое казалось сказочной мечтой, но это уже реальность!
Хирурги с гордостью называют свою профессию сплавом традиций и инноваций.
Президент Национального медико-хирургического центра имени Н.И. Пирогова академик Юрий Шевченко, открывая минувшим летом Всероссийский конгресс «Хирургия – XXI век», отметил: «Хирургия сегодня является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей медицины».
Так что союз врача и робота будет крепнуть – на благо всем нам и нашему здоровью.
