Как стать автором
Обновить

Железные хирурги: прошлое, настоящее и будущее медицинских роботов

Время на прочтение28 мин
Количество просмотров26K
Всего голосов 73: ↑72 и ↓1+71
Комментарии25

Комментарии 25

Спасибо автору за супер крутой материал! Я прям зачитался. На Хабре нужно побольше таких материалов

Крутейшая статья, спасибо! Очень познавательно, медицинское оборудование это даже не космос, посложнее будет.

Какая все таки сложная оказывается некоторая техника, если копнуть поглубже.

А ведь по фильмам и фантастике кажется что вот-вот и наступит светлое робобудущее.

Спасибо за интересную статью.

Что интересно: отдельные части роботов работают под RTOS — но нередко общая система "верхнего уровня" представлена той или иной реализацией Linux или Windows.

НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
У современных Windows время реакции 0,5 мс. У XP достижимы десятки мкс.
У станков с ЧПУ тоже часто разделена функциональность, и нижний уровень до сих пор может работать под DOS с расширителем.

Что именно Вы называете "временем реакции" в Windows?

Начиная с Windows Vista системный таймер имеет разрешение не выше 0,5 мс.

И как это влияет на время реакции?

Непосредственно.

Хотелось бы конкретики. Я, если что, немножко в курсе того, как работают системные потроха.

Огласите, мне тоже интересно.

Действительно крайне интересная статья, было приятно и захватывающе читать, спасибо автору за материал. Занятная область развития технологий, с которой можно будет столкнуться когда-нибудь в обозримом будущем на более доступном уровне

"Безмозглые хирурги" - неуместная аллегория для роботизированного медицинского оборудования.

Супер. Огромное спасибо за статью. Не ожидал что у da Vinci такая сложная система контроля и провода манипуляторов.

Очень понравилось видео про Vicarious Surgical Robotics Technology выглядит очень футуристично. Да для начала нужно сделать продвинутые приводы искусственные мышцы и плюсом микромеханика. работа в поле МРТ это конечно плюс. Можно еще попробовать поменять способ стерилизации инструмента. Например радиация. Или сделать их одноразовыми но не дорогими.

Спасибо большое @SantrY за интересную статью, но хотел бы исправить некоторые неточности и дополнить верной информацией, дабы не вводить в заблуждение читателей.

Так как сам являюсь хирургом-ортопедом по образованию и уже длительное время работаю в медицинской компании, которая в свою очередь занимается медицинскими изделиями и оборудованием, то часто встречаюсь с некоторыми роботами и наблюдаю их работу вживую.

Про DaVinci сказать точно ничего не могу, так как это не моя специфика, но коллеги отзываются об этой системе как о действительно хорошей и прогрессивной системе.

Я больше хочу рассказать о нюансах ортопедических роботов. Такие системы как ROBODOC и им подобные, на данный момент, находятся далеко от нормального практического применения и являются просто дорогими игрушками в руках хирургов. Несмотря на попытки внедрения их в повседневную оперативную деятельность они обладают огромным количеством несомненных минусов.

1) Они громоздкие и требуют много места в операционной, которые зачастую очень маленькие.

2) Они заметно увеличивают время операции. Зачастую их применение может увеличивать длительность хирургического вмешательства в 1,5-2 раза. Соответственно и риск осложнений вместе с этим.

3) У них слишком ограниченный функционал. Почти всю работу, включая разрез, позиционирование датчиков, фиксацию, настройку спилов, дополнительную доработку суставных поверхностей, имплантацию и ушивание, производит хирург (а это 95% операции). Робот лишь выполняет опил, который задал хирург.

4) Огромнейшая стоимость данных роботов. Только самые финансируемые клиники могут со скрипом позволить себе такое оборудование, которое себя не окупит за всё время работы.

В данной статье приведён пример чистой воды ортопедического фрезерного станка, но на рынке существует другая, более дешёвая (в несколько десятков раз), более удобная для применения на практике, более функциональная система. Это оборудование имеет общее название "Навигационная система". Такие системы выпускаются многими медицинскими компаниями.

Суть навигационных систем заключается в использовании понятной и простой техники операции под контролем программы. Она создаёт биомеханическую модель оперируемой конечности прямо в процессе операции и советует куда необходимо крепить специальные блоки, с помощью которых производится опил кости. Если вместе с этим использовать качественное силовое оборудование (медицинские дрели и пилы) и хорошие лезвия, то опил получается более точным, быстрым и аккуратным, чем при использовании чистого робота. В дополнение ко всему, навигационная система в операционной занимает мало места. По-сути это монитор на передвижной стойке. Во время операции его можно спокойно катать по операционной. Нет необходимости жёстко фиксировать конечность к столу, вкручивая в кость дополнительные фиксаторы. Навигация не только помогает провести опил с точностью до 0,5 мм и 0,5 градуса, но и визуализирует и сохраняет биомеханические данные патологического движения сустава и его деформации до операции и, соответственно, после установки импланта. Скорость операции вырастает даже по сравнению с обычной хирургической техникой. Плюс, не стоит забывать, что нет необходимости проведения дополнительных МРТ и КТ исследований до операции, что также увеличивает время подготовки к эндопротезированию и денежные затраты.

"Раньше имплантаты «приклеивали» на акриловый цемент. Он постепенно разрушался, и вскоре пациенты снова отправлялись под нож. В середине 80-х появилась альтернатива — пористые имплантаты. Кость срастается с ними и новый сустав служит десятки лет. Тем дольше, чем меньше зазор и выше точность при установке."

Хочу заметить, что акриловый цемент используется для фиксации имплантов по сей день и его применение является золотым стандартом практически во всём мире. Для коленного сустава это особенно актуально, так как импланты с пористым покрытием (бесцементные импланты) обладают значительно меньшей выживаемостью, по сравнению с цементными, а стоят на порядок дороже. Данную информацию каждый сможет проанализировать заглянув в ортопедические регистры многих стран.

Надеюсь данное дополнение будет интересно читателям.

Я с удовольствием отвечу на все вопросы.

P.S. И всё же, "Безмозглые хирурги" звучит не очень красиво.

Спасибо за комментарий. Это очень ценные дополнения. Я думал о том, чтобы подробнее написать об ортопедических системах, но осознал, как много всего придется осветить и решил сосредоточиться на чем-то одном. Вы отчасти восполнили этот пробел.

Что касается цемента, там речь о ситуации в 70-80х. Подозреваю, что с тех пор его состав и свойства значительно доработали. А может быть усовершенствовались и методики применения?

P.S. Название конечно грубоватое, хулиганское. Прошу прощения у всех, кто счел его неуместным. Это лишь попытка привлечь к статье внимание неспециалистов.

Если вдруг будет интересно, то я могу поделиться дополнительной информацией о навигационных системах в ортопедии. Конечно же для описания преимуществ той или иной системы необходимо знать аналоги, в противном случае просто не с чем сравнивать.

По поводу цемента - его состав не сильно изменился и цементные протезы зачастую имеют лучшую выживаемость по сравнению с бесцементными. Есть разница в процессе имплантации и скорости операции (цемент немного удлиняет процесс). В протезировании тазобедренных суставов процент бесцементных имплантов может заметно варьироваться, а для коленных имплантов золотым стандартом во всём мире остаётся цементное эндопротезирование.

В то же время существует цемент с официальным названием Palacos R. Он был разработан аж в 1959 году и по сей день является "золотым стандартом" в эндопротезировании. Он прочнее кости человека в 2 раза. Любой новый разработанный цемент по сей день сравнивают именно с ним.

Методики применения тоже особо никак не изменились. Может, разве что, стали уделять больше внимания разным мелочам. А как говорил один известный профессор Маурис Мюллер: "Обычное эндопротезирование отличается от хорошего эндопротезирования тысячей мелочей" =)

Не знаю какими критериями качества статей пользуется мой мозг, но мне понравилось, прочёл от и до, без пролистываний и перескакиваний

Рад это слышать! А то говорят, что лонгриды никому не интересны)

Спасибо, не задумывался, что инструмент всего 10 операций выдерживает.
А в России такие роботы есть?
Лазерную коррекцию зрения не принято считать роботизированной? Саму операцию делает лазер, вырезает ленточку, которую потом извлекает хирург. Это не пример рабочего робота?

В России порядка 30 таких роботов в разных федеральных центрах, и в частных клиниках, и в государственных.

Зависит от конструкции. Если лазер действует по заранее заданной программе, то да робот. Микро и нейрохирургия - отдельные истории. Может быть расскажу в другой статье.

Блестящий материал! Спасибо огромное! :) Прочитал прямо на одном дыхании и много нового полезного для себя понял.

Патенты вышли и сейчас идёт активный бум на рынке. Год назад участвовал в проекте нового робота от Medtronic. Самая интересная часть не раскрыта, синхронизация времени между кучей нод в устройстве. Особенно, учитывая, что далеко не все они используют RTOS. Как правило на консоли хирурга все таки не QNX.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории