Наверное, странно, когда введение по медицинской робототехнике пишет врач-стоматолог. Это странно по двум причинам. Первая причина заключается в том, что не медицина пришла в робототехнику, а робототехника приходит в медицину. Вторая — врачи не обладают ведущими компетенциями в области робототехники. Но я постараюсь объяснить читателю, в чем состоит это противоречие, а авторы книги постараются в своих главах или усилить данные противоречия, или полностью их сгладить. Для нас главное в этой книге — быть абсолютно честным с нашим читателем, а все острые углы, которые будут появляться от стыка двух мощных направлений, только усилят колоссальный интерес читателя и его попытки ответить себе на множество возникающий вопросов, формирующих новую профессиональную среду — среду медицинских робототехников, и не важно, из какой отрасли и с какими компетенциями они в эту среду попали. Я попал в эту среду как специалист из области стоматологии, но главное — как ректор университета, в стенах которого появилось несколько уже известных школ медицинской робототехники: школы академика Д.Ю. Пушкаря, школы академика В.В. Крылова, школы профессора Ю.В. Подураева, школы профессора Э.А. Базикяна. Эти школы формировались последние 5 лет в стенах университета, здесь возникли новые идеи, новые проблемы и новые технологии. Я очень надеюсь, что мои коллеги поделятся этим в своих главах, и у читателя будет полное представление о них.
Наш авторский коллектив, сердцем которого является профессор Юрий Викторович Подураев, поставил передо мной сложную задачу — сделать вступление к книге, и я постараюсь обозначить основные проблемы медицинской робототехники, не пытаясь давать сложных ответов читателям и переводя читателя к основному содержанию нашей книги. Я постараюсь не углубляться в технические вопросы, моя задача — набросать штрихи к портрету медицинской робототехники.
Слово «робот» (пришло к нам из чешского языка, дословно — «подневольный труд») стало олицетворением совершенного устройства, способного полностью или частично заменить человеческий труд. Именно это слово стало главным двигателем человеческой мысли и фантазии, и именно оно олицетворяет на сегодня сложную кибернетическую машину, способную не только помочь человеку в выполнении сложных действий, но и заменить его при выполнении каких-либо задач. Обладая искусственным интеллектом, кибернетическая машина с легкостью выполняет как аналитическую, так и мыслительную функцию, а также формирует социальную интеграцию и, возможно, даже способна чувствовать. Все это описано в прекрасных фантастических книгах, сценариях фильмов и воспринимается обществом как некое абстрактное будущее, которое скоро наступит. Однако роботы уже прочно вошли в нашу жизнь, и, хотя многие из них не всегда на 100% соответствуют нашим представлениям о роботизированных системах, они выполняют сходные функции и обладают сходными основными свойствами.
Медицина не является исключением, и мы уже давно и активно применяем аппараты искусственной вентиляции легких, которые обладают большей частью функций роботизированной системы, поддерживая жизнь человека, находящегося в коме, и ориентируясь на основные жизненные параметры, заданные врачами и получаемые датчиками, установленными на человеке. Врачи-хирурги оперируют пациентов с помощью роботизированной системы, позволяющей на ограниченном пространстве со сложным доступом и ограниченным визуальным обзором проводить сложнейшие хирургические вмешательства и уменьшать процент осложнений за счет малой травмы от микрохирургических вмешательств под контролем аналитической системы, установленной в медицинском роботизированном хирургическом комплексе. Роботизированные системы диагностики позволяют проводить сложнейшие обследования пациентов, позволяя выявлять с помощью магнитного излучения патологию на уровне ткани и клетки, визуализируя их.
Именно поэтому, когда мы говорим, что роботы — это будущее медицины, мы лукавим. Роботы уже здесь, они уже работают. Они помогают нам, медикам, улучшают качество нашей сложной работы и снижают профессиональные риски. Мы должны считаться с их присутствием и признавать их место, роль в нашей профессиональной жизни, определить наши взаимоотношения с ними, а также перспективы их дальнейшего внедрения и применения.
По нашему мнению, ближайшие 10–20 лет будет бурный рост в развитии цифровых, роботизированных технологий, который приведет медицину в совершенно другую реальность. И эта книга — повод порассуждать об этом.
Вначале я хотел бы рассказать маленькую историю о том, как 12 лет назад нашему университету удалось оказаться в числе немногих, кто приобрел робота Da Vinci. За 10 с небольшим лет он стал главным двигателем в научной работе кафедры урологии и показателем высокого качества в оказании помощи больным раком предстательной железы. Уже через 3 года кафедра, возглавляемая академиком Д.Ю. Пушкарем, стала лидером не только в России, но и иностранные коллеги считали за честь пройти обучение на кафедре. Можно подумать, что это ажиотаж вокруг робота, однако популярность и обширность применения роботизированной системы связана с высоким процентом эффективности хирургического вмешательства, минимальной травмой и удобством для работы хирургической бригады. Роботизированные комплексы позволяют создать оптимальные условия для проведения сложнейших хирургических и диагностических манипуляций в медицине и обеспечивают врача комфортной и безопасной системой контроля, а также гарантируют высокую степень эффективности при работе с пациентами. Именно этот факт определил бурное внедрение робота Da Vinci в повседневную практику хирургов, его активно применяют во всем мире, достигая прекрасных результатов.
Вторая история началась 4 года назад. Университет получил государственное задание на создание прототипа хирургического робота. Мы совместно с коллективом ученых из «Станкина» определили задачу по созданию полностью автономной системы, которая, выполняя задачу оператора, работала бы самостоятельно, воспринимая лишь заданные оператором критерии работы и ориентируясь на датчики. Эту задачу решали сразу три группы ученых: профессор Э.А. Базикян, академик РАН В.В. Крылова, член-корреспондент И.Е. Харькова. В течение этого непродолжительного времени были созданы три прототипа медицинского робота, которые могут выполнять простые, но очень важные функции вместо хирурга, уменьшая вероятность совершения ошибки в десятки, а в некоторых случаях — в сотни раз. Так, прототип-2 (рабочее название «Ломоносов») — нейрохирургический робот, который вызвал большой интерес на выставке «Россия, устремленная в будущее». Робот позволяет делать уникальные операции на позвоночнике с потрясающей точностью, что в свою очередь сводит вероятность возникновения осложнений практически к нулю. Обо всех прототипах расскажут мои коллеги в следующих главах, я лишь сделаю очередной вывод. Роботы в медицине позволяют заменить человека, где его способности к точному позиционированию превосходят способности человека многократно. Точный разрез, точное проникновение, сила давления, скорость манипуляции — все это поле для развития роботизированной медицины. Конечно, в этом направлении остается большое количество нерешенных вопросов: позиционирование, распознавание тканей, оценка обратной реакции пациента и многое другое. Но это кладезь для исследователей и поле деятельности для всех, кому интересна медицинская робототехника.