Хирургические операции «на удаленке»: возможно ли это?
С рассветом эры робототехники удаленная работа хирургов плавно покинула раздел «научная фантастика» и прочно обосновалась на полке с современными технологиями. Человекоподобные роботы-аватары пока не висят в шкафчиках сельских поликлиник, готовые в любой момент стать «одеждой» для навыков и знаний столичных врачей. Однако руки хирургов уже могут «путешествовать» по миру и совершать сложные операции без фактического присутствия специалиста в операционной.
Пальцы роботизированной руки, чтобы удалить опухоль или сшить поврежденные ткани тела, повторяют движения руки хирурга. Посредником между механическим и живым специалистами является манипулятор, на который врач кладет руку и совершает нужные действия. «Глазами» доктора в удаленной операционной является камера, транслирующая картинку на экран в месте, где находится целитель.
Изображение, полученное с помощью механического «зрения», часто даже лучше того, что увидел бы хирург собственными глазами. Можно увеличить нужные области и не упустить мельчайшие детали. Но есть и минусы. Среди них — ограничение в числе ракурсов. К тому же, картинка идет с задержкой, ведь скорость передачи сигнала ограничена скоростью света — величиной хоть и огромной, но все же конечной. Доли секунды могут сыграть роль в моменты, когда врачу нужно быстро принять решение и столь же быстро совершить нужное действие.
Количество камер в операционной минимизирует проблемы с ракурсами, а опыт хирурга в принятии молниеносных решений спасет в критические моменты. Но, также как видеозвонок не заменит реальных объятий, роботизированная рука в удаленной операционной не обеспечит врачу тактильных ощущений от прикосновений к телу пациента. Или обеспечит?
В прикосновении есть три стадии, о которых мы, возможно, никогда и не думали: сближение с объектом, первый контакт и взаимодействие. Визуализация помогает контролировать первую и третью стадии, а вот со второй не все так просто. Если нет возможности потрогать что-то кончиками пальцев, где сосредоточено огромное количество нервных окончаний, есть риск слишком сильно сжать объект при первом контакте. Сомнительная перспектива, если речь идет о бедренной артерии любимого дядюшки.
Команда ученых из Техасского университета предложила свой способ имитации прикосновений. Чтобы «почувствовать» тело пациента, хирургу придется испытать множество ударов током. К счастью, ударами их можно назвать с натяжкой. Технология Telerobotics объединяет оптические датчики на роботизированной руке с источниками мягких электрических импульсов на манипуляторе оператора. Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Scientific Reports. Массив камер на внутренней стороне пальцев робота постоянно измеряет расстояние до объекта. По мере сближения частота электрических импульсов, бьющих по пальцам врача, нарастает. Ощутимые пульсации позволяют хирургу регулировать скорость сближения и силу захвата объекта. В момент захвата пульсации плавно превращаются в «жужжание», подавая сигнал о том, что взаимодействие началось.
В экспериментах 11 здоровых людей испытывали эффективность разработки. Сначала прикосновение к объекту выполняли без системы контроля сближения и силы захвата. Когда механизм включили, усилие первого контакта удалось снизить на 60-70%. Разработчики уверены, что благодаря электрическим токам, «пробегающим» между пациентом и хирургом через механические посредники, врачи интуитивно смогут чувствовать близость к частям тела пациента, что позволит им лучше сосредоточиться на операции, а не переживать за возможные повреждения.