Первые в мире лапароскопические хирургические операции на живых тканях успешно выполнил телеуправляемый андроид Surgie от медиков UC San Diego

Источник: Forbes

Успешное проведение первых в мировой медицинской практике полноценных лапароскопических операций по удалению желчного пузыря на живых биологических тканях с использованием пары телеуправляемых антропоморфных роботов официально продемонстрировала группа хирургов и робототехников из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego). Согласно публикации в авторитетном деловом издании Forbes со ссылкой на научный отчет университетской лаборатории Advanced Robotics and Controls Lab, модифицированный робототехнический комплекс Surgie, созданный на базе серийного компактного андроида Unitree G1, полностью выполнил сложнейшие манипуляции стандартными хирургическими инструментами без прямого физического присутствия врача у операционного стола.

В отличие от специализированных стационарных хирургических систем вроде da Vinci, представляющих собой массивные и дорогостоящие многорукие консоли, требующие переоборудования операционных залов, гуманоидный комплекс Surgie занимает ровно столько же места, сколько обычный ассистент-хирург. Робот ростом около ста тридцати сантиметров и массой тридцать пять килограммов свободно перемещается по стандартной операционной, удерживает эндоскопические камеры, троакары, диссекторы и коагуляционные зажимы, повторяя естественные движения рук ведущего хирурга-оператора через систему тактильного телеуправления с малой задержкой сигнала.

В ходе доклинических испытаний хирургическая бригада успешно провела две последовательные холецистэктомии на крупных лабораторных животных. Человекоподобный робот продемонстрировал субмиллиметровую точность позиционирования рабочих органов при иссечении анатомических структур и наложении клипс на сосуды. Специализированные пятипалые кисти манипуляторов со встроенными датчиками усилия позволили врачу дистанционно ощущать степень натяжения мягких тканей, исключая риск случайного перфорирования соседних органов. Электромеханические сервоприводы суставов отработали без люфтов.

Двусторонний интерфейс телеуправления связывает оператора в гарнитуре виртуальной реальности с исполнительными манипуляторами робота. Высокоскоростной оптоволоконный канал обеспечивает сквозную задержку передачи моторных команд менее сорока миллисекунд. Программный комплекс включает специализированные фильтры для устранения естественного физиологического микротремора рук врача и масштабирования движений, при котором смещение руки оператора на пять сантиметров преобразуется в прецизионный сдвиг наконечника скальпеля на пять миллиметров. Врач сохраняет полный зрительный контроль за операционным полем.

Для соблюдения строгих санитарно-эпидемиологических стандартов корпус робота помещается в одноразовый стерильный чехол, а шарнирные наконечники кистей рук снабжены быстросъемными автоклавируемыми переходниками для фиксации лапароскопических инструментов. Питание осуществляется от автономного аккумуляторного блока или резервной медицинской электросети со встроенным источником бесперебойного питания, исключающим сбои при скачках напряжения.

Архитектура системы объединяет алгоритмы активного подавления вибраций, стереоскопическую визуализацию высокой четкости в формате трехмерного видеопотока со скоростью шестьдесят кадров в секунду и адаптивную систему пространственной стабилизации корпуса робота. При возникновении случайных сетевых задержек связи контроллер автоматически блокирует подвижность инструментов в безопасной нейтральной позиции, предотвращая неконтролируемые движения внутри брюшной полости. Инженеры также обучили нейросеть предсказывать траектории инструментов для компенсации возможных микрозадержек. Все действия автоматически протоколируются бортовой системой.

Авторы исследования подчеркивают, что проект Surgie открывает принципиально новые возможности для экстренной хирургии в удаленных регионах, на морских судах, в мобильных военных госпиталях и сельских клиниках, где отсутствует постоянный штат высококвалифицированных узких специалистов. В будущем подобные мобильные андроиды смогут совмещать функции санитаров, ассистентов и операционных медсестер, стерилизуя инструменты и подготавливая пациентов. Клинические испытания технологии продолжатся в медицинских центрах Калифорнии. Разработчики планируют расширять список доступных полостных операций.