Войти

Рукой стать: робота-хирурга научили передавать ощущения

1507
0
+1
Источник изображения: Фото: предоставлено пресс-службой

Новая технология поможет врачам не допускать повреждений мозга и сердца в ходе операций

Российские разработчики оснастили систему управления роботом-хирургом технологией передачи тактильных ощущений. Благодаря ей врач сможет чувствовать сопротивление и вибрации, которые испытывает инструмент во время контакта с тканями больного. Изобретение создано специально для роботизированной телемедицинской системы «Левша», предназначенной для проведения удаленных операций на мозге и сердце. По словам медиков, во время работы в операционной тактильность не менее важна, чем зрение, поэтому внедрение технологии повысит точность и качество хирургических вмешательств.

Телеприкосновение

Специалисты компании «Нейроспутник» впервые в России разработали систему копирования движений для управления роботом-хирургом с тактильной обратной связью. Благодаря ей врач, дистанционно проводящий операцию с помощью телемедицинского оборудования, получит возможность ощущать сопротивление и вибрации, которые возникают во время контакта катетера с тканью пациента, то есть медик будет чувствовать то же самое, как если бы он держал инструмент в собственной руке. Уровень сопротивления измеряется с помощью датчиков, установленных на конце оперирующего устройства. Затем он воспроизводится на манипуляторах, которыми управляет врач. Разработка ведется для экосистемы «Левша» — комплекса устройств и программного обеспечения для обучения и оперирования на сосудах мозга и сердца.

— «Левша» точно имитирует тактильную обратную связь, чтобы обеспечить кинестетическое ощущение, когда в сосуде головного мозга возникает механическое сопротивление или катетер упирается в стенку. Более того, хирург получает информацию о силе и направлении механического сопротивления визуально — в виде диодной шкалы и на экране в виде дополненной реальности, — сказала генеральный директор «Нейроспутника», доцент кафедры инженерной кибернетики НИТУ МИСИС Александра Бернадотт.

Экосистема «Левша»

Источник изображения: Фото: YouTube.com/нейроспутник

Система предназначена для проведения удаленных эндоваскулярных операций в нейрохирургии, когда доступ к органам осуществляется не через трепанацию, а через маленький прокол в области паха. В него вводят микрокатетер, который перемещается внутри сосуда, далее в мозг или сердце и устраняет проблему. Благодаря этому удается свести к минимуму травматичность хирургического вмешательства и, как следствие, снизить длительность реабилитации.

При использовании телехирургии во время операции врач дистанционно, находясь в отдельном помещении, с помощью специальных контроллеров приводит устройство в движение. Оперирующий блок копирует движения хирурга: оцифрованный сигнал с его рук преобразуется в команды, направляющие катетер и другие инструменты. Следить за их положением помогают рентгеновское оборудование и оптические датчики. Модуль визуализации показывает изображение сосудов головного мозга пациента в режиме онлайн, помогая хирургу контролировать ход операции, рассказали создатели технологии.

— Наше устройство разрабатывается с активным использованием искусственного интеллекта до и вовремя операции, моделирует сосуды пациента в 3D-формате, корректирует дрожь пальцев, выявляет критические ситуации. Большинство роботизированных устройств не использует изоморфную тактильную обратную связь и не адаптирует устройство для удобства хирургов. Поэтому разрабатываемая нами система уникальна, более удобна для медиков и безопасна для пациентов, — подчеркнула Александра Бернадотт.

В перспективе для ускорения восприятия информации устройством в критических ситуациях разработчики планируют оснастить робота системой управления с помощью мысленных команд. Благодаря ей он сможет в 300 раз быстрее реагировать на приказы медика, чем при управлении через контроллеры.

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Кристина Кормилицына

Источник изображения: iz.ru

По словам создателей, внедрение «Левши» в медицинскую практику даст медикам множество преимуществ. Во-первых, врач сможет проводить операцию из любой точки мира. Во-вторых, так как ему не нужно находиться в операционной, он сможет избежать негативного воздействия рентгеновских лучей. В-третьих, система позволяет проводить 3D-реконструкцию сосудов головного мозга с особенностями конкретного пациента, что дает возможность заранее продумать тактику хирургического вмешательства с учетом индивидуальных факторов больного. Кроме того, систему можно использовать как тренажер для обучения и совершенствования навыков хирурга. Разработчики активно использовали возможности ИИ, который может помогать врачу во время операции, что снижает вероятность осложнений.

Ощущение в реальности

— Во время операции тактильная чувствительность — ключевой момент. Она принципиально важна, иначе врач может что-то повредить. Конечно, нужно иметь и пространственную картинку, но без ощущений оперировать невозможно. Это нужно для любого инструмента, в том числе и для катетера, так как порвать сосуд ничего не стоит, — сказал заведующий кафедрой информатики и телемедицины Медицинского института РУДН Валерий Столяр.

По его мнению, технология обратной связи очень нужна для таких устройств, как «Левша», но, насколько грамотно она сделана для нейрохирургов, в данном случае без опыта ее использования сказать сложно.

Тактильная обратная связь при управлении роботом-хирургом будет очень полезна для медика, потому что она позволит увеличить точность манипуляций, считает директор НИИ нейронаук СамГМУ Александр Захаров.

Фото: ИЗВЕСТИЯ/Кристина Кормилицына

Источник изображения: iz.ru

— В кожных покровах рук, особенно на ладонях, находится очень большое количество рецепторов. И плотность их расположения — ключевой момент, поэтому руками врач может делать очень точные вещи. По одному только визуальному контакту, когда медик не ощущает, с тканями какой плотности он взаимодействует, ему достаточно сложно сориентироваться, так как видео не передает тех физических характеристик, которыми обладает ткань. Тактильные ощущения — хорошее подспорье для того, чтобы повысить качество оперативного вмешательства и избежать возможных рисков, — пояснил Александр Захаров.

По словам специалиста, технология также позволит расширить функционал медицинских роботов. Сейчас они не могут взаимодействовать с предметами различной жесткости, так как у них нет датчиков, которые фиксируют силу сжатия. Невозможно, например, взять какой-то хрупкий предмет. А если будут устройства, которые заместят сенсорный компонент, это даст новые возможности.

Однако основная перспектива изобретения в том, что его можно внедрить в бионические протезы для людей с ампутацией верхних или нижних конечностей, чтобы дать пациенту чувствовать контакт с предметом. Это улучшит его адаптацию к своему дефекту, добавил медик.


Денис Гриценко

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Страны
Проекты
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 24.11 06:47
  • 5863
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 23.11 21:50
  • 0
И еще в "рамках корабельной полемики" - не сочтите за саморекламу. :)
  • 23.11 12:43
  • 4
Путин оценил успешность испытаний «Орешника»
  • 23.11 11:58
  • 1
Путин назвал разработку ракет средней и меньшей дальности ответом на планы США по развертыванию таких ракет в Европе и АТР
  • 23.11 10:28
  • 2750
Как насчёт юмористического раздела?
  • 23.11 08:22
  • 685
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС
  • 23.11 04:09
  • 1
Начало модернизации "Северной верфи" запланировали на конец 2025 года
  • 22.11 20:23
  • 0
В рамках "корабельной полемики".
  • 22.11 16:34
  • 1
Степанов: Канада забыла о своем суверенитете, одобрив передачу США Украине мин
  • 22.11 16:14
  • 11
Россия впервые ударила межконтинентальной баллистической ракетой по Украине. На что способен комплекс «Рубеж»?
  • 22.11 12:43
  • 7
Стало известно о выгоде США от модернизации мощнейшего корабля ВМФ России
  • 22.11 03:10
  • 2
ВСУ получили от США усовершенствованные противорадиолокационные ракеты AGM-88E (AARGM) для ударов по российским средствам ПВО
  • 22.11 02:28
  • 1
Путин сообщил о нанесении комбинированного удара ВС РФ по ОПК Украины
  • 21.11 20:03
  • 1
Аналитик Коротченко считает, что предупреждения об ответном ударе РФ не будет
  • 21.11 16:16
  • 136
В России запустили производство 20 самолетов Ту-214