Российский робот-хирург

В городе Пенза начаты испытания первого отечественного роботизированного комплекса для проведения высокоточных хирургических операций. Устройство в этом году тестируют, проводя операции на животных. К концу 2019 года робот-хирург будет готов к операциям на людях.

Российская разработка движется согласно ранее утвержденному плану. Первая операция, выполненная в марте 2018 года на лабораторном животном (свинье), была успешной. Машина повторяет действия профессионального хирурга, который управляет ей сидя за специальным пультом. Благодаря высочайшей точности работы системы, можно повысить качество проведения операций в сравнении с обычным методом. Скоро к первому опытному образцу, уже находящемуся на испытаниях, добавятся еще 3 предсерийных российских робота-хирурга.

Как сообщают разработчики, роботизированный хирургический комплекс из России находится на уровне ведущих мировых образцов подобной техники.

Когда 10 лет назад «Да Винчи» появился в России, это был реальный прорыв в медицине. И до сих пор он остаётся монополистом. 40 фирм в мире пытаются создать ему конкурента. Но пока это удалось только коллективу российских медиков и инженеров - учёных Института конст­рукторско-технологической информатики РАН и хирургов кафедры урологии Московского государст­венного медико-стоматологического университета. Точность движений нового робота выше в 10 раз, и это открывает неведомые ранее в хирургии возможности.

Инициатива создания отечественного робота-хирурга исходила от Д. Ю. Пушкаря, главного уролога России, члена-корреспондента РАН и знаменитого хирурга. Он, кстати, первым в стране удалил опухоль при раке простаты в 2008 г. с помощью робота-хирурга «Да Винчи». Сейчас в России 28 таких роботов, но это очень мало, в США - 4 тысячи «Да Винчи». «Наш новый робот-хирург обладает всеми возможностями, чтобы стать лучшим в мире - самым точным, самым простым и удобным в управлении, - рассказывает Дмитрий Пушкарь. - Это самый большой прорыв в роботохирургии. При оптимистичном сценарии робот может появиться в клиниках уже через 1,5 года. Это время нужно для патентования и испытаний на живых животных и людях. Новый робот сможет работать не только в урологии, но и в других областях хирургии».

Не нужно представлять себе робота как человекоподобную машину и думать, что такие железные хирурги заменят врачей из плоти и крови. Анатомия человека так сложна и индивидуальна, что ни один робот-хирург в ближайшем будущем не сможет оперировать самостоятельно. Без человека он ничто, но в руках искусного хирурга позволяет делать чудеса. Суть робота в том, что через систему механизмов он передаёт движения рук хирурга на микроинструменты, делая их более точными, устраняя тремор (дрожание) и не допуская ошибок. Точность движений «Да Винчи» достигает 500 микрон, а нашего робота - 50 микрон, то есть 0,05 миллиметра. Это соответствует размеру некоторых клеток человека и открывает совершенно новые перспективы в хирургии. Манипуляторы и специальная камера позволяют работать в таких местах, куда руки и глаза хирурга просто не могут проникнуть. В результате даже сложнейшие операции бывают малотравматичными, без потери большого количества крови, без рассечения крупных нервов и сосудов. После них больные быст­рее восстанавливаются. И что важно именно для урологии, мужчины даже после больших и серьёзных операций, как правило, остаются мужчинами. При обычной хирургии это практически нереально.

В 2000 году американцы создали систему da Vinci. Над роботом-ассистентом в хирургии они работали десять лет. Долгий труд и значительные вложения окупили себя: da Vinci является монополистом на рынке медицинской робототехники. Общий доход только за 2015 год превысил два с половиной миллиарда долларов. Стоимость одного аппарата доходит до четырех миллионов долларов. Отдельно от оборудования закупается программа и одноразовые инструменты.

В России таких роботов – около тридцати. По грубым подсчетам, наша страна потратила на американские машины свыше ста миллионов долларов. Финляндия и Китай уже отказались от покупки систем da Vinci: их содержание разоряло бюджет.

– Это многомиллиардный бизнес, и мы невольно стали его частью. Именно поэтому мы поставили нашим инженерам задачу создать качественно новую машину, – поясняет профессор Дмитрий Пушкарь, главный уролог Минздрава.

В клинической больнице №50 под его руководством врачи провели полторы тысячи операций с помощью da Vinci. Медики хорошо изучили достоинства и недостатки "американца", поэтому обратились к отечественным ученым с критикой существующей системы и пожеланиями к новой.

Манипулятор (часть робота, которая проводит саму операцию) da Vinci размером в полтора метра и весит больше тонны. Российский манипулятор – четыре килограмма и 20 сантиметров в длину. Его размеры позволяют беспроблемно перевозить его по огромной стране – туда, где требуется срочная операция.

Точность маниупляций американской машины – целых 500 микрон, что не дает проводить операции детям, российского же аналога – всего пять микрон, что позволяет работать даже на клеточном уровне (размер клетки – около десяти микрон).

Платформа позволяет настроить робота не только под задачи урологов, но и для нейро- и кардиохирургов, абдоминальных и вертебральных врачей. А оригинальная архитектура дает возможность присоединять любые инструменты к манипулятору в необходимом количестве и работать даже без монитора – в одних 3D-очках. Кроме того, у российской машины есть возможность подключения систем искусственного интеллекта.

– Особенно мы гордимся полностью цифровой системой управления, в отличие от аналоговой da Vinci. Теперь мы можем сделать каждый робот индивидуальным. По отпечатку пальца машина опознает врача и дает доступ к более или менее широкому спектру операций, запоминает и воспроизводит все его движения, – рассказывает академик Шептунов.

Конкурентов у российской разработки немало. Свыше пятидесяти фирм со всего мира претендуют занять место da Vinci. Всего же зарегистрировано минимум десять тысяч патентов в области роботохирургии. На разработки уходят миллиарды долларов. Только американская компания TransEnterix потратила 220 миллионов долларов на создание аналога робота-хирурга. Достичь успеха российских ученых еще не удалось.

Ни один процент из этих миллионов не был потрачен на отечественный аппарат, сетует профессор Пушкарь. Но инженерам удалось обогнать зарубежных коллег благодаря опыту в станкостроении, объясняет академик Шептунов: "Наши приборы имеют точность в три микрона при нагрузке в несколько тонн. Мы опирались на наследие колоссальной школы отечественной механики, которой нет на западе. Ее оберегает Виктор Глазунов, директор Института машиноведения им. А. А. Благонравова Российской академии наук".

– Сергею Александровичу природная скромность не позволяет сказать, что инженерный лидер – это он, – подходит старший научный сотрудник ИКТИ РАН Александр Шурко. – Та группа молодых инженеров, которые работают под его руководством, – золотой коллектив. Самому старшему – 26, младшему – 20 лет. Трудятся, как во время войны: сон-работа, многие – за интерес.

Российский робот может выйти на рынок и заменить американский, отмечает вице-президент фонда "Сколково", руководитель кластера биомедицинских исследований Кирилл Каем. По его словам, при коммерциализации разработка принесет миллиарды долларов. Осталось только провести дальнейшие испытания, запатентовать аппарат и придумать название.

На это нужны деньги. Их у ученых нет. ФАНО и правительство Москвы выделили грант на фундаментальную разработку, но средства закончились – сейчас новый этап развития. Предложение о сотрудничестве поступило лишь от одного ведомства – Минпромторга, которое предложило "кредит на выгодных условиях". Если ученые не найдут деньги, разработку либо выкупят и запатентуют иностранные компании, либо просто опередят – уникальный российский робот-хирург может остаться за бортом.

– К сожалению, нам приходится тратить личные сбережения. Дело не в чьей-то злонамеренности – госструктуры ограничены своими мандатами и постановлениями правительства. Мы бы очень хотели выстроить такую цепочку, как в Америке: чтобы разработки ученых поддерживало и государство, и частные инвесторы, и готовы "ободрать шкуру" на себе. Нам важно, чтобы российский робот двигался дальше, – говорит Шептунов.

Конкретные суммы академик называть отказался. Известно, что речь идет о миллионах рублей в месяц.

Российские ученые отчаянно ищут частных инвесторов, чтобы оставить разработку в стране, провести необходимые испытания и запустить производство. Интерес уже проявили Китай и Финляндия – российский робот-хирург будет, как минимум, в пять раз дешевле аппарата американского монополиста.

– Это гениальный прорыв. С минимальным финансированием и минимальной поддержкой у нас есть высочайшего качества работающий прототип. Но нас могут обогнать: я хорошо знаю профессора Шептунова, он большой патриот и будет ломиться в эту закрытую дверь бесконечно. Мне как гражданину важно, чтобы эта дверь открылась и разработка осталась в России, – говорит профессор Раснер. По его словам, единственным выходом может стать лишь государственная поддержка – частных инвесторов такого масштаба у нас пока нет.