Роботы в хирургии: будущее не за горами. Часть 1

Какими критериями можно измерить мастерство хирурга? В теле пациента нет системы, которая бы предупреждала хирурга в том случае, если он делает ошибку во время операции. Правда, существует сайты, на которых публикуется список хирургов на основе отзывов пациентов. Как это не удивительно, но люди тратят на выбор хирурга для предстоящей операции меньше времени, чем при выборе ресторана или автомеханика.

eatpatientcartcrw6396По данным исследований Агентства США по научным исследованиям и качеству здравоохранения, в 2000 году в Соединенных Штатах осложнения после хирургического вмешательства, в том числе послеоперационные инфекции, забытые в теле пациента посторонние предметы, открытие швов и послеоперационные кровотечения, стали причиной, в общей сложности, 2,4 млн дополнительных дней госпитализации, $9,3 млрд убытков и 32 тыс. летальных исходов.

Трудно сказать, в какой мере профессионализм хирурга несет ответственность за эти ошибки. Некоторые утверждают, что большинство хирургов никогда не достигают истинного знания. Одно можно сказать точно: хирургам, как и специалистам из других областей, нужно более эффективное обучение. Хирургу не достаточно просто изучить методику проведения операции, он должен иметь возможность попрактиковаться (без вреда для пациентов).

В последние несколько лет ряд исследовательских групп, в том числе команда из Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University), проводят работы по анализу автоматизации учебного процесса с использованием современных хирургических роботов. Цель этих исследований — создание объективного, стандартизированного метода хирургической подготовки, сокращение затрат времени и средств на подготовку опытного хирурга.

Хирургические навыки могут быть разбиты на теоретические (состоящие из фактических знаний и основ принятия решений) и практические (способность производить операции). Если оценить теоретические знания можно в ходе тестирования, то дать оценку практическим навыкам гораздо сложнее. Практические навыки, такие как вождение автомобиля или игра в гольф, наиболее эффективно прививать «в поле», путем демонстрации и собственного опыта.

С появлением современных роботизированных хирургических систем и медицинских тренажеров стало возможным анализировать движения хирурга во время операции, оценивать его хирургические навыки. Исследовательская группа из Университета Джона Хопкинса изучает возможность взаимодействия человека и машины в вопросе обучения хирургов, помощи в различных условиях и с разными уровнями сложности. Первый уровень включает в себя системы, которые понимают, что «делает человек в хирургической среде». На следующем уровне взаимодействия находятся машины, которые оказывают помощь хирургу во время операции, увеличивая его возможности. Последний уровень имеет целью создание роботов, которые могли бы выполнять задачи автономно. Мы опишем состояние исследований в каждой из этих областей.

Понимание хирургической среды
Сейчас ведутся активные разработки новых подходов к хирургической подготовке и оценке хирургических навыков. На основе методов распознавания речи разрабатываются математические модели для распознания движений и оценки навыков. Эти модели могут быть ключом к стандартизации хирургической подготовки путем разложения сложных хирургических задач, таких как наложение швов или вскрытие, на элементарные движения.

Эти простейшие движения можно сравнить с фонемами, элементарными единицами речи. Вся операция может быть построена из подзадач, так же, как слова формируют предложение. И так же, как и в речи, программа распознавания поможет обратить внимание на неправильное «произношение» или ненадлежащий «синтаксис» в хирургическом исполнении, также, из записанных движений и видеоданных можно попытаться понять намерения хирурга. Используя навыки оценки, обучаемые смогут оценивать свои умения в автономном режиме или сравнивать действия с предварительно записанными действиями хирурга-эксперта.

При копировании материала ссылка на сайт robotor.ru обязательна.