В конце ноября 2013 года новостные агентства рассказали о рекордном подъёме высокотехнологического индекса NASDAQ — до 4 000 пунктов. Впрочем, в 2000 году он стоял ещё выше, целых 5 000 пунктов, — но тогда это был «курс надежд», рухнувший в разы при крахе доткомов и топтавшийся на месте в «потерянное десятилетие» Буша. А теперь высокотехнологическая экономика, прежде всего информационная, состояние дел в которой и описывает сводный индекс NASDAQ, проникла во все области офлайновой жизни, преображая её. И одним из интереснейших и полезнейших приложений являются медицинские роботы.

Вообще, в структуре тех фирм, чьи акции торгуются в системе National Association of Securities Dealers Automated Quotation, биотехнологические и фармацевтические играют весьма важную роль: для описания дел в этом сегменте высокотехнологического рынка существует специализированный NASDAQ Biotechnology Index, который, как увидят заинтересовавшиеся, стабильно растёт. Этот бизнес, ориентированный на потребителей, пронизан информационными технологиями и является одним из важных потребителей ИТ-индустрии. Скажем, в области ИИ — от древней MYCIN до нынешнего Watson.

А теперь наблюдается — причём не только на уровне исследовательских работ, о которых мы регулярно рассказываем (см., например, “Кремниевый анестезиолог готовится присоединиться к кремниевому онкологу“), но и на уровне поставляемых потребителю комплектных решений — вторжение информационных технологий и инженерного дела в дело лечебное, в служение Асклепию. Речь идёт о медицинских роботах, которых в 2012 году было поставлено, по данным Международной федерации робототехники, 1 053 штуки, на сумму в $1,495 млрд. То есть примерно по полтора мегабакса за штуку…

Вообще, состояние дел в этом секторе сильно смахивает — если брать общеинженерные аналогии — на автомобильный рынок до появления на нём Генри Форда. Работоспособные конструкции уже созданы. И требуемые технологии — металлургия, металлорезание, штамповка — уже существуют. А вот надо связать их конвейером, загрузить массовым выпуском продукции, организовать (не найти, а организовать!) массовый рынок… Так и тут: существуют интереснейшие и очень полезные человеку механизмы, производимые крайне малыми сериями.

Врач знает, что у инженера внутри, а инженеру понятно устройство хирургического робота Raven
Врач знает, что у инженера внутри, а инженеру понятно устройство хирургического робота Raven.

Давайте же посмотрим на медицинских роботов повнимательнее. И позволим себе историческую аналогию. Кто самый известный из кибермедиков? Конечно же, «бестелесный» диагност Watson. Если следовать понятиям Англии восемнадцатого века, к нему надо бы обращаться “доктор” и причислять к джентльменам: он же руками не работает. А хирург ценился тогда ниже, ручной труд был второсортен. В морской саге Патрика О’Брайена “Master and Commander” команда HMS Surprise гордилась тем, что они хоть и фрегат, но судовой врач у них доктор медицины, а не хирург, как на большинстве линкоров!

И роботы-хирурги куда менее известны, чем доктор Watson. Ну, конечно, есть этому и вполне техническое объяснение… Если кибердиагност проходит по завораживающему и пугающему ведомству искусственного интеллекта, то киберхирурги куда ближе к обычным инструментам, хотя и созданным с использованием самых что ни на есть современных технологий. Дело в том, что они управляются вручную, самым обычным, белковым хирургом. Представляют собой наследников того скальпеля и зонда, которыми доктор медицины Мэтьюрин пользовал раненых марсовых «Сюрприза».

Только кибернетизация придала медицинским инструментам качественно новые функциональные свойства. И очень легко объяснить — почему. Ведь для того, чтобы выполнить какие-либо операции на том или ином органе, хирургу нужно для него добраться. Как легко и просто соединить гибкую подводку с трубой, когда тебе ничего не мешает, и как мерзко и противно это делать, забившись в кухонный шкафчик… А поле деятельности хирурга ведь окружено не бездушной деревяшкой, которой все равно, а живыми тканями, пронизанными жизненно важными информационными и энергетическими коммуникациями, нервами и артериями…

То есть желание расширить, расчистить операционное поле вступает в противоречие с задачей сбережения организма, извечным медицинским императивом «Не навреди». А ведь хирургией часто занимаются здоровенные мужики с крупными лапами: многочасовая операция создаёт колоссальную нагрузку на организм. И работают хирурги стоя — тоже удовольствие то ещё: не отойдёшь же, не переступишь даже порой… И представьте — руки часами на весу. Те руки, которым надо выполнять тончайшие и ответственнейшие операции… Так даже сибирские промысловики старались бить пушнину сугубо с упора!

Робот-хирург da Vinci позволяет врачу работать во вполне эргономичных условиях
Робот-хирург da Vinci позволяет врачу работать во вполне эргономичных условиях.

Для решения проблемы медики создали технологию лапароскопических операций. Началось все с метода осмотра внутренних органов через точечный прокол, предложенного в 1901 году отечественным врачом Д. О. Оттом. Лапароскоп состоял из гибрида перископа — вскоре нашедшего широкое применения в окопах и на флотах Первой мировой – и осветительной системы. Потом стали брать пробы тканей, а ещё позже — и выполнять через прокол хирургические операции. Это избавляет пациента от обширных разрезов, но сродни мастерству резчиков по слоновой кости, вытачивавших дюжину вложенных друг в друга шаров. (Шарики мы не зря вспомнили: полости оперируемого тела норовят надуть углекислотой…)

Поэтому на помощь хирургу приходит техника. Вот, скажем для примера, фирма Titan Medical Inc., предлагающая комплектные хирургические решения Single Port Orifice Robotic Technology, SPORT™ — роботизированная технология операций через одно отверстие. Весьма широкий спектр медицинских манипуляций (специалисты легко посмотрят их перечень по ссылке, а не медикам лучше на это и не смотреть) может осуществляться через разрез приблизительно в 25 миллиметров. (Производители указывают именно метрические меры, а не свои дюймы.)

Семейство роботов-хирургов SPORT™
Семейство роботов-хирургов SPORT™.

Система логически разбивается на две подсистемы. Удобное обозрение операционного поля предоставляет хирургу система компьютерного 3D-зрения. Это именно та сфера, где в первую очередь должны внедряться технологии сверхвысокого разрешения, стандарты 4К и тому подобные. А исполнительными органами у SPORT™ служит манипулятор, вводимый в дюймовый разрез в сложенном виде, а в развёрнутом — наделённый семью степенями свободы. Это — много для промышленных роботов, и частично — наряду с малой серийностью — объясняет высокую цену хирургических автоматов.

Итак, проводящий операцию хирург получает инструмент, позволяющий ему полноценно — хоть и благодаря изображениям, не существующим в натуре, но целиком синтезируемым компьютерной системой, — наблюдать операционное поле. Компьютерная графика даёт возможность обойтись без неприятного эффекта «сжатия глубины», который порождают обычные, до сорока крат увеличения, лапароскопические приборы. Эргономично управлять манипулятором с семью степенями свободы, совершая движения, удобные для анатомии человека, которые система управления сервомеханизмом самостоятельно масштабирует на движения инструментов на объекте операции. А одно то, что рукам хирурга не придётся находиться на весу, позволит заметно уменьшить тремор, неприятное такое дрожание…

Преимущества лапароскопических операций очевидны и для пациента: малый разрез быстрее заживает, меньше риск инфицирования, меньше лежишь в больницах — меньше риск поймать там ещё что-то нехорошее… Да и рубец не остаётся — чему дамы и барышни придают особенно большое значение, а их доля в населении больше, чем мужчин. Ну а для больниц — в смысле, для медицинских хозяйствующих субъектов — важна более высокая пропускная способность зданий, более интенсивное использование дорогого оборудования, да и снижающийся риск судебных процессов по компенсации вреда.

Так что роботизированные медицинские манипуляторы — плоть от плоти информационных технологий и промышленной робототехники – следует рассматривать как очень перспективный сектор рынка. Мы не зря начали разговор с NASDAQ, с высокотехнологической биржи. Дело в том, что в рыночной экономике существует императив расширенного воспроизводства. Оно постоянно должно находить новые сферы для приложения технологиям – людям, деньгам… И вот представляется, что область медицинской робототехники очень хороша для этого.

Да, сейчас манипуляторы-хирурги дороги! Но серийность их — ничтожна. Тысяча штук в год на планету с населением в семь миллиардов человек. Это очень мало. Однако нормы классической инженерии работают и для медицинских машин. Больше серийность — меньше цена. Положительная обратная связь, автокаталитическая реакция, способная породить новый рынок, повысить эффективность и производительность труда хирургов, в подготовку которых вкладываются гигантские ресурсы. Да и сберегать самих хирургов, давая им возможность работать в эргономичном кресле, и чуть меньше нервничать, хорошо видя объект работы…

Выгоды, как мы видим, вполне очевидные — и для людей, никто из которых не избавлен от риска соприкоснуться со сталью 50Г (или из чего там нынче делают хирургические инструменты…), и для общества в целом, и даже для функционирующей вне зависимости от понятий добра и зла экономики. И конкретный пример роботохирургической фирмы — никто не может знать, как дальше сложится её судьба — показывает, что сегодня хайтек, на который реагирует индекс NASDAQ, куда больше зависит от тех вещей, что можно пощупать руками и что уже приносят ощутимую пользу…

Читатели с медицинским образованием или просто с хорошими нервами могут посмотреть клип про SPORT™ здесь, остальным этого лучше не делать…