Институт конструкторско-технологической информатики РАН

Компания

Образование и наука
С 1990 года
Россия
Центральный ФО РФ
Москва
127055, Вадковский пер., д.18., стр. 1А

Топ-менеджеры:
Шептунов Сергей Александрович

Собственники:
Российская академия наук (РАН)

Содержание

История
- 2018: Разработка российского аналога робота-хирурга da Vinci
Примечания

ПЕРСОНЫ (1)

СМ. ТАКЖЕ (2)

31.08.20	Национальный центр персонализированной медицины эндокринных заболеваний
29.03.18	Шептунов Сергей Александрович

Конечные собственники

+ Правительство РФ

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук (ИКТИ РАН) является структурным звеном Российской академии наук и входит в состав Отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук.

История

2018: Разработка российского аналога робота-хирурга da Vinci

В марте 2018 года стало известно о том, что команда инженеров из Института конструкторско-технологической информатики РАН разработала российский аналог американского робота-хирурга da Vinci. Отечественная система, способная выполнять сложные операции на сосудах, сердце и даже мозге, уже прошла боевые испытания и скоро выйдет на мировой рынок медицинского оборудования, передаёт "РИА Новости".

По утверждению представителей ИКТИ РАН, российский ассистирующий хирургический комплекс по многим параметрам превосходит da Vinci. Кроме того, именно трудности, связанные с применением последнего, подтолкнули российских ученых к созданию более совершенного робота, учитывающего все пожелания хирургов.

Так, среди основных недостатков da Vinci называются: большие габариты и вес комплекса, необходимость специально готовить для робота операционную, узкий угол обзора для хирурга, применение одного механизма для разных движений манипулятора, а также дорогое обслуживание (стоимость одного комплекта инструментов для манипуляторов достигает около $3 тыс.). При этом обучить персонал работе с da Vinci можно только за рубежом.

Изначально da Vinci разрабатывали для операций на сердце, аортокоронарного шунтирования. Затем область применения расширили, и теперь наиболее популярные операции с его помощью — это простатэктомия и гистерэктомия. Da Vinci произвел революцию в хирургии за счет внедрения роботической технологии. Но у него есть недостатки. Дело в том, что в среднем один робот делает одну операцию в два дня. То есть устройство стоимостью более $2 млн фактически простаивает. Объясняется это, во-первых, ценой операции с его участием, которая не вписывается в страховку: больной либо клиника вынуждены доплачивать. Во-вторых — ограниченным функционалом, — рассказал Сергей Шептунов, доктор технических наук, директор Института конструкторско-технологической информатики РАН.

Идею создать отечественный аналог Da Vinci, лишенный его недостатков, впервые несколько лет назад высказал Дмитрий Пушкарь, заведующий кафедрой урологии МГМСУ и главный уролог Минздрава. Реализацией проекта занялся Сергей Шептунов с командой молодых инженеров.

Консоль робота-хирурга, разработанного в Институте конструкторско-технологической информатики РАН. Фото: ria.ru

Идея, в частности, состояла в том, чтобы робот был компактным, отличался высокой точностью действий и широким функционалом, при этом манипуляторы в обязательном порядке крепились к операционному столу, а операция с участием такого хирургического комплекса могла бы покрываться страховкой ОМС.

Изучив, какие технологии нужны хирургам, мы поняли, что улучшать da Vinci не имеет смысла. Мы разработали принципиально иную архитектуру. Сделали макет, который в семь с половиной раз больше того, что получилось в итоге. Доказали, что наш подход работает, и приступили к реализации. Если da Vinci — это стандартный робот, то наш — ориентированный на хирургию, — уточнил Шептунов.

Инженеры ИКТИ РАН кардинально изменили конфигурацию системы, способы фиксации инструментов, камеры, существенно уменьшив габариты установки, при этом ощутимо повысив ее мобильность и расширив функционал. Были разработаны универсальные крепления к операционному столу, позволяющие позиционировать манипуляторы относительно тела с нужной точностью и под нужными углами. В отличие от da Vinci, российский робот изначально разрабатывался на цифровой платформе. В сочетании с отказом от тросикового механизма это позволило реализовать тактильную обратную связь, благодаря которой хирург-оператор физически чувствует давление инструмента на ткани, что значительно облегчает проведение операции.Как защищать «поумневшие» промышленные сети: «Синоникс» на страже безопасного объединения изолированных сетей 5.1 т

Сама же операция с применением отечественного робота-хирурга внешне схожа с тем, как действует da Vinci. Хирург сидит за консолью, используя рукоятки-контроллеры для манипулирования и педали для включения разных функций. 3D-очки позволяют с заданным увеличением отображать операционное поле. При необходимости можно изменять масштаб: например, приблизить кровяной сосуд, чтобы прижечь коагулятором или поставить клипсу. Движения хирурга контроллерами передаются на манипуляторы в микромасштабе. Операционное поле при этом можно задать, просто очертив его на мониторе: в этом случае инструмент манипулятора не выйдет за пределы заданного контура.

По утверждению Сергея Шептунова, российским инженерам удалось на порядок повысить точность манипулирования: 50 микрон против полмиллиметра у da Vinci. Высокая точность расширяет сферу применения робота-хирурга.

Da Vinci, чтобы достичь такой точности, должен быть в несколько раз больше. При нынешней архитектуре они не смогут преодолеть барьер в сто микрон, — уверен директор ИКТИ РАН.

Все движения хирурга на контроллерах записываются в память компьютера, выступающего "мозгом" системы — там они обрабатываются и затем передаются на манипуляторы. По словам создателей комплекса, в будущем это позволит оснастить робота элементами искусственного интеллекта.

Отечественную установку уже испытали в действии: с её помощью прооперировали свинью, удалив миому матки. По данным на март, робот проходит модернизацию, после чего его планируют продвигать на рынок.

Среди других планов команды инженеров ИКТИ РАН — собрать мобильную версию робота-хирурга для полевых условий с аккумуляторами, обеспечивающими три часа автономной работы; реализовать возможность поворота кончика инструмента на 180 градусов; наконец, оснастить комплекс лазером, что сделает возможным выполнение операций на участках размером десять микрон. Между тем, полностью дистанционное управление роботом пока невозможно из-за физического ограничения скорости линий связи: чем длиннее кабель, тем дольше идет сигнал, а задержка даже в пять миллисекунд для хирурга критична, пояснили в институте.^[1]