В данной статье будет рассматриваться тема о возможностях, которые открывает нанотехнология в применении роботов в медицине. Проблемы в применении и внедрении нанотехнологий и робототизированной техники в Узбекистане.
Ключевые слова: нанотехнология, нанороботы, хирургия, микроаппараты, биоинженерия.
Наука не стоит на месте, по этой причине во всех сферах нашей деятельности идет огромное внедрение инноваций. Медицина не является исключением. В медицине в последние несколько десятков лет идет тотальное изучение, исследование и применение новых технологий. Появляются более сложные аппараты для обеспечения жизнедеятельности человеческого организма, микроаппараты для измерения давления, применение роботов в процессе проведения операций, ухода за больным в послеоперационном периоде и ухода за лежачими больными. Прогресс применения нанотехнологий в медицине так велик, что китайские ученые придумали и создали «искусственную» матку с искусственным интеллектом для вынашивания детей.
Рис. 1. Искусственная матка для выращивания детей
Теоретически эту систему можно будет использовать, чтобы в будущем полностью освободить людей от бремени деторождения, а заодно повысить безопасность эмбрионального развития. Прекрасно это или ужасно — вопрос пока открытый. Однако система находится на стадии разработки. А пока машина с ИИ-няней и несколькими искусственными матками, разработанная учёными из Сучжоуского института биомедицинской инженерии и технологий, уже «ухаживает» за эмбрионами мышей. Этот процесс описан в исследовании, опубликованном в издании Journal of Biomedical Engineering 26 ноября 2021 года. Эмбрионы содержатся в полностью искусственной матке, заполненной питательной жидкой средой, а их «няня» — роботизированный помощник, управляемый искусственным интеллектом. Сложная система контейнеров с жидкостью, в которых развиваются эмбрионы, оснащена рядом регуляторов жидкости и системой подачи кислорода. Над контейнерами размещена камера, способная увеличивать изображения эмбрионов с впечатляющей детализацией. Как заявляют разработчики, хотя потенциально такое устройство может «выходить» и человеческий эмбрион, международные законы в настоящее время запрещают такие эксперименты. Поэтому пока машина оптимизируется с использованием эмбрионов животных. В настоящее время этот эксперимент проводится только на мышах, и пока нет никакой гарантии, что этот процесс будет когда-либо применим к человеческим эмбрионам.
Во многих странах идет тотальная нехватка кадров в области медицины и огромная нагрузка на специалистов, поэтому применение роботов действительно даст улучшенный результат.
В 1981 году известный американский ученый Э. Дрекслер выпустил книгу «Машина сознания», в которой описывалась перспектива применения нанотехнологий и системы молекулярного производства. В 1992 году он выпустил вторую часть книги под названием: «Машины сознания: Грядущая эра нанотехнологий». В этой книге уже описывается нанотехнология с позиции изучения квантовой механики. Но главной причиной реализации результатов, было изобретение образца нанороботов, которые имеют полную информацию о человеческой структуре вплоть до атомов. [1]
Но прошло всего лишь несколько десятилетий, и возможности нанороботов изменились. Сейчас большинство робототехники применяется в областях медицины: микрохирургия, ортопедия, реабилитация и сердечно-сосудистая хирургия и терапия. В ближайшем будущем эти новые технологии могут колоссально изменить деятельность организаций в лучшую сторону.
Одной из главных задач для биоинженеров на сегодняшний день является создание таких роботов, которые будут перемещаться не только по крупным кровеносным сосудам, а по узким кровеносным руслам (2,5–30 нкм), это дало бы возможность проводить операции без травмирующего хирургического вмешательства, преимуществом тут выступает то, что у человека будет сведен к минимуму послеоперационный период [2].
Рис .2. Кровеносные русла
Конечно, одними микророботами не решить все проблемы, на сегодняшний день существуют также роботы-санитары. Они позволяют делать всю «грязную» работу. Также применяют роботов в операционных, пока только им доверяют зашивание швов после операций.
Как и во всех отраслях науки и деятельности, существуют споры и сомнения, и применение роботов в медицине не является исключением. Некоторые специалисты утверждают, что это откроет новые возможности, а некоторые специалисты утверждают, что такие роботы экономически невыгодны, так как из-за дорогостоящего оборудования будет высокая цена оказанной услуги, а это будет неокупаемо.
В нашей стране пока еще не так хорошо развито это направление. Но уже на сегодняшний день есть несколько установленных роботизированных технологий. В 2022 году в клинику Shox International Hospital установили роботизированный аппарат, который является робот-ассистированной системой для малоинвазивной хирургии. Уже сегодня эта система применяется в самых разных медицинских направлениях: онкология, урология, гинекология, общая хирургия и т. д. Преимущество операций, проводимых роботом-хирургом, в том, что они осуществляются с минимальным повреждением тканей, снижают риски и минимальный срок реабилитации. Также есть возможность обширных визуальных возможностей, что позволяет с большей точностью производить все манипуляции. Также из-за технических особенностей робота его хирургические инструменты могут изгибаться и вращаться гораздо в большем диапазоне, нежели человеческая рука.
Рис. 3. Робот-ассистированная система
По строению робот состоит из двух блоков: консоль для оператора-хирурга и непосредственно четырехрукий робот-манипулятор, который имеет в своем составе 4 рабочие «руки». Во время выполнения операции положение хирурга изменяется в отличии от его привычного положения для проведения лапороскопической хирургии, хирург сидит в комфортном кресле за консолью, в условиях, которые позволяют максимально сконцентрироваться на ходе операции. [3]
Подобный робот-хирург впервые был применен в 2000 году в США, после чего эта технология начала набирать популярность в таких странах, как Южная Корея, Япония, Сингапур, Россия и Узбекистан. [4]
На сегодняшний день в нашей стране очень минимальный процент роботизированной техники именно в области медицины по сравнению с зарубежными странами. На мой взгляд, нам нужно обратить внимание на проблему внедрения роботизированной техники. Как и для многих зарубежных стран, для нас это является одной из актуальных проблем перспективного будущего нашей страны.
Литература:
- Абдурахманов А. И., Курбанов О. Р. Детали и механизмы роботов. Основы расчета, конструирования и технологии производства. М.: Медицина, 2014. 209 c
- Информационные устройства робототехнических систем. / ред. Д. Бирюков. М.: Медгиз, 2016. 300 c.
- Нанотехнологии [электронный ресурс]: Нанотехнологии помогут в создании искусственных органов.- Режим доступа:https://www.cnews.ru/news/top/nanotehnologii_pomogut_v_sozdanii_iskusstvennyh_1 (дата обращения 17.03.2024)
- Применение роботизированной техники в РУз [электронный ресурс]: Роботизированная техника в РУз. –Режим доступа: https:// 5ballov.qip.ru/current/robotyi-rtk (дата обращения 20.03.2024)
