УДК 617.7

Современное развитие роботической хирургии в России и в мире

Ильченко Федор Николаевич – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой Хирургии №2 Медицинской академии имени С. И. Георгиевского Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского.

Кондратюк Эвелина Рустемовна – кандидат медицинских наук, доцент кафедры Хирургии №2 Медицинской академии имени С. И. Георгиевского Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского.

Котельникова Виктория-Эдгарда Александровна – студентка кафедры Хирургии №2 Медицинской академии имени С. И. Георгиевского Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского.

Курилова Есения Алексеевна – студентка кафедры Хирургии №2 Медицинской академии имени С. И. Георгиевского Крымского федерального университета имени В. И. Вернадского.

Аннотация: В статье рассматривается современное состояние роботической хирургии как в целом в мире, так и в Российской Федерации. Анализируется исторический аспект данного направления медицины, этапы развития и перспективы в ближайшем будущем. Отдельное внимание уделяется отношению к роботохирургии среди пациентов и сотрудников медицинских организаций. Рассматриваются плюсы и минусы технологии с позиции государства, системы здравоохранения и потребителя в лице пациента и сотрудника. Оценивается потенциал развития сфер применения роботов в прикладной медицине и объем вмешательств с использованием данного инновационного продукта.

Ключевые слова: роботохирургия, роботическая хирургия, современные хирургические методы, хирургия.

Введение

На современном этапе развития хирургии все большее количество манипуляций и оперативных вмешательств выполняется с использованием роботизированных и лапароскопических методов. Данная ветвь хирургии развивалась за достаточно короткий период времени, однако успела зарекомендовать себя как высокоэффективную технологию, приносящую пользу как пациенту, так и хирургу. В соответствии с этим роботизированные платформы и инструменты в настоящее время все чаще используются и совершенствуются в общей хирургии.

Цель данного обзора - изучение уже существующих и новых перспективных роботизированных технологий. Прогресс в робототехнике должен быть сосредоточен в первую очередь на более надежных тактильных системах, которые будут обеспечивать качественный ввод, миниатюризацию и микроробототехнику, лучшую визуальную обратную связь с более высокой точностью детализации, разрешением и оптическим увеличением, а также автономизацией хирургических роботов.

Применение новых технологий значительно изменило хирургические процедуры, что потребовало разработки новых методов оценки их результата, особенно в технической, юридической и биоэтической областях. Отношения между людьми и машинами породили ряд этических проблем, требующих глубокой проработки и общественной оценки. Роботизированная хирургия раздвигает границы технических инноваций в области здравоохранения в погоне за лучшими клиническими результатами.

Обзор

Внедрение роботизированной хирургии обычно осуществляется в хирургическом сообществе невероятно быстро. Отчасти это было вызвано молниесносным развитием технологий, а отчасти тем, насколько быстро и легко модифицировались существующие лапароскопические процедуры. Использование роботов в некоторых медицинских процедурах постепенно вытесняет врачей-людей.

Подобно некоторым другим технологическим достижениям в медицине и хирургии, эти разработки редко использовались в результате рандомизированных проспективных исследований [1].

В настоящее время используются три основные категории роботизированных хирургических систем: активные, полуактивные и ведущие-ведомые. Хотя активные системы по-прежнему управляются хирургической бригадой, они по существу работают автономно и выполняют заранее запрограммированные задачи. Прекрасными примерами этого являются платформы PROBOT и ROBODOC, которые будут рассмотрены далее. С полуактивными системами уже запрограммированный компонент этого роботизированного оборудования может быть дополнен компонентом, управляемым хирургом, пример - Да Винчи® и ЗЕВС-платформы (Intuitive Surgical, Саннивейл, Калифорния, США). Именно они послужили прототипами формальных систем «ведущий-ведомый», которые свободны от каких-либо предварительно запрограммированных или автономных функций [1].

Хотя ранние активные роботизированные системы ясно продемонстрировали потенциал механических устройств для улучшения хирургических вмешательств, концепция телеприсутствия, возникшая в результате партнерства между исследователями из Стэнфорда и Исследовательского центра Эймса (НАСА), послужила катализатором прогресса, который в конечном итоге улучшил лапароскопические процедуры. Стоит отметить, что изначально данная технология была призвана снизить заболеваемость и смертность военнослужащих во время ведения боевых действий – применение роботизированных комплексов должно было дать возможность подключения высокоспециализированных докторов без транспортировки пациентов или врачей на место операции. Впоследсвии, многие из исследователей, которые изначально были связаны с военной разработкой, перешли на рынок в государственный и частный сектор [1].

В 1985 году, PUMA 200 стал первым «роботом-хирургом», оперировавшим пациента. В 1990-х годах ученые создали концепцию робота «главный-ведомый», которая включала робота с дистанционными манипуляторами, которыми мог управлять хирург в хирургическом отделении [2].

В настоящее время используются различные платформы для выполнения широкого спектра процедур с разной степенью успеха и автономности. Хирурги и медицинское сообщество сообщают о более эффективном применении этой процедуры в сравнении с обычной лапароскопией, в частности это стало возможным благодаря ряду технологических достижений, включая графическое проектирование в трехмерном интерфейсе, снижение вибрации, масштабируемость и точность движений, улучшенную эргономику за счет более приятного пользовательского интерфейса. Роботизированные хирургические системы применяются в большом количестве специальностей, включая кардиологию, урологию, эндокринологию, метаболическую и бариатрическую хирургию, хирургию головы и шеи и все внутрибрюшные хирургические специальности [3].

Роботы были впервые использованы в медицине 30 лет назад, и сегодня они являются одним из самых быстрорастущих сегментов хирургии. Изначально, внедрение роботизированных технологий медицинским сообществом было воспринято неоднозначно – ранние исследования середины 2000-х годов показали, что большинство резидентов были либо не уверены (33%), либо скептически (30%) в отношении проведения роботизированной хирургии в реальных ситуациях. Сейчас же, 74% резидентов и руководителей программ считают, что в ближайшие годы использование роботизированной хирургии будет расти, что более важно – более 85% пациентов отдали бы предпочтение роботохирургии [4]. По данным 2017 года, в сравнении с лапароскопическими вмешательствами, использование роботизированной хирургии увеличилось в 10–40 раз при типичных общехирургических процедурах [5].

Этапы развития роботизированной хирургии – прошлое, настоящее и будущее, можно продемонстрировать в пяти пунктах:

1. Каждое движение руки хирурга, выполняемое на контроллере, дублируется манипуляторами робота на операционном столе.
2. У робота появляются инструменты визуализации – к манипуляторам присоединяются камеры.
3. Визуализационный компонент расширяется применением бинокулярных устройств, функционал робота приобретает возможность автоматического выполнения некоторых рутинных алгоритмов.
4. Ожидается, что в скором будущем робот самостоятельно сможет выполнять более сложные типовые манипуляции, заменив хирурга в ходе большей части вмешательства.
5. Логическим итогом развития должна стать модель, в которой робот после 3D-сканирования, сможет самостоятельно формировать план операции и после утверждения хирургом проводить вмешательство самостоятельно, с переходом на ручное управление только при возникновении внеплановой ситуации.

Плюсы использования данных технологий для системы пациент-врач в целом очевидны – это позволяет минимизировать косметические дефекты, повреждения органов, сосудов и нервных пучков, операционные кровотечения и послеоперационные осложнения, уменьшение сроков нетрудоспособности и госпитализации. Повышается точность и удобность управления инструментарием, появляется возможность использования микроинструментов. Однако, преимущества применения роботов в хирургии проявляются и для системы здравоохранения – снижаются расходы на пребывание пациента, увеличение оборота койки, повышение престижа. Государство в свою очередь оптимизирует применение коечного фонда и оказание высокотехнологической медицинской помощи, развитие цифровых технологий в целом.

Современное место роботической хирургии в мире характеризуется как динамично развивающееся направление – годовой прирост рынка составляет 15-20% в год, объем операций – 18-21%. По расчетам экспертов, до 35% всех операций уже сейчас могут выполняться с использованием малоинвазивной методики и применением роботов, хотя сейчас это число составляет всего 1,5% [6]. К сожалению, ввиду того, что Российская Федерация не поддерживает на государственном уровне программу развития роботохирургии, и не проводит разработку собственных хирургических роботов, в 2019 году прирост операций с использованием роботов составил всего 3%, а общая доля роботохирургических операций не превышает 0,1% от всех потенциальных. Помимо очевидно низких темпов внедрения данных технологий в РФ, проблемой становится обучение и квалификация врачей – при текущих числах операций (3769 в год) и количества обученных врачей (85), на одного специалиста приходится 44 операции в год, что по оценкам экспертов позволит готовить экспертов, способных обучать новое поколение только за 5 и более лет [7].

Прогнозы применения данной технологии весьма оптимистичны – ожидается, что к 2030 году удельный вес операций, выполняемых с участием роботов составит 5% от возможного числа операций. Учитывая количество выполняемых операций сейчас в США и Японии, в ближайшее время значительно возрастет коллектив специалистов, способных обучать новых хирургов и выполнять большее количество операций за год.

Ведущими проблемами в развитии робтохирургии является монопольность рынка – как производителей, поскольку 97% представлены двумя странами – США и Япония, подавляющую долю рынка занимает компания Intuitive, которая фактически диктует программу развития отрасли, так и потребителями, поскольку 93% выполненных опреаций проводится в этих же странах. Остальные 7 процентов преимущественно разделены на развитые европейские страны, Китай и Индию. Также нельзя не упомянуть экономический аспект – высокую стоимость операций, недостаточный функционал аппаратуры, сохраняющийся дефицит обученных и квалифицированных специалистов.

Выводы

Роботизированная хирургия является результатом стремления современной медицины к двум вещам: телемедицины и выполнению точных, «рутинных» повторяющихся задач. Тем не менее, повышенная стоимость и отсутствие тактильного ввода являются основными препятствиями, мешающими нынешним роботизированным технологиям стать стандартом минимально инвазивной хирургии во всем мире.

Перспективы применения роботической хирургии непосредственно связаны с клиническими исследованиями и развитием как материальной составляющей, так и с развитием искусственного интеллекта. Вероятно, близится переломный момент в прикладном использовании данной технологии, на что указывает возросшее количество публикаций и описания случаев применения роботов на практике. Будем надеяться, что в ближайшее время в нашей стране изменится подход к данной проблеме, появится нормативно-правовое регламентирование применения технологий, возрастет удельный вес выполняемых операций и количество практикующих квалифицированных специалистов.

Список литературы

1. Lane T. A short history of robotic surgery // Ann R Coll Surg Engl. 2018. №100(6). P. 5-7.
2. Leal Ghezzi T, Campos Corleta O. 30 Years of Robotic Surgery // World J Surg. 2016. №40(10). P. 2550-2557.
3. Jara R.D., Guerrón A.D., Portenier D. Complications of Robotic Surgery // Surg Clin North Am. 2020. №100(2). P. 461-468.
4. Wang R.S., Ambani S.N. Robotic Surgery Training: Current Trends and Future Directions // Urol Clin North Am. 2021. №48(1). P. 137-146.
5. Bhandari M., Zeffiro T., Reddiboina M. Artificial intelligence and robotic surgery: current perspective and future directions // Curr Opin Urol. 2020. №30. P. 48–54.
6. 10th annual meeting Society of Robotic Surgery. [Электронный ресурс]: https://www.srobotics.org/2019-annual-meeting. Доступно по состоянию на 20.01.2023.
7. Шептунов С. А., Васильев А. О., Колонтарев К. Б., Нахушев Р. С., Пушкарь Д. Ю. Роботохирургия – цифровая технология, спасающая жизни // Здоровье мегаполиса. № 1(1). С. 60-71.