Будущее российской медицины за робототехникой и искусственным интеллектом

С 5 по 9 декабря в Москве проходила «Российская неделя здравоохранения», посвященная достижениям отечественной медицины. Ключевым событием первого дня стала панельная дискуссия «Медицинские роботы и системы интеллектуального управления: диагностика, реабилитация, хирургия». Ее организаторами выступили Консорциум робототехники и СИУ и Национальная ассоциация участников рынка робототехники.

Роботы в медицине — это новое, перспективное направление развития науки и техники с обширной областью применения. Современная робототехника используется для диагностики заболеваний, выполнения высокоточных операций, в том числе на спинном и головном мозге, проведения лучевой терапии, реабилитации и восстановления пациентов после перенесенных тяжелых заболеваний и операций, а также позволяет существенно повысить качество жизни пациентов после травм за счет экзопротезирования с применением бионических протезов конечностей.

Один из примеров: применение хирургического робота на предстательной железе позволило совершить революцию в выполнении сложных операций. Главным преимуществом медицинской робототехники являются высокая точность при диагностике и проведении операций, а также существенное снижение рисков нанесения вреда жизни и здоровью человека.

Среднегодовые темпы роста выпуска медицинских роботов в мире превышают 10%. В России за последние 5 лет выполнено более 20 тысяч робот-ассистированных хирургических операций. Порядка 50 отечественных компаний ведут разработки в сфере медицинской робототехники, создают решения, которые уже успешно внедряются в РФ и за рубежом.

— За последние годы робототехника очень активно шагнула во все отрасли и выступила сквозной технологией, нашла применение в промышленности, в областях народного хозяйства, и медицина здесь не стала исключением. Активное развитие получили хирургические роботы, бионические экзопротезы, экзоскелеты, которые помогают людям получить принципиально новое качество жизни, абсолютно новый уровень медпомощи, позволяющий делать операции, которые ранее не были доступны или были доступны, но с гораздо большими потерями и последствиями, — отметил в приветственном слове генеральный директор ООО «ИнноДрайв» Максим Гурбашков.

Председатель правления Консорциума робототехники и систем интеллектуального управления, исполнительный директор АО «НПО «Андроидная техника» Евгений Дудоров выступил с докладом «Роль и сферы применения роботов в современной медицине».

— Очень большое количество роботизированных устройств сейчас разрабатывается в области биопсии и брахитерапии. В России есть минимум три проекта, в рамках которых разрабатываются робототехнические устройства для брахитерапии. Есть много аппаратов для протезирования — таких проектов, которые нам известны, пять—шесть. Эта тематика активно развивается во всем мире и, конечно, в России. Активно разрабатываются роботы для ассистирования и реабилитации, экзоскелеты. Большое количество стартапов работают над роботами для медицинских исследований. Это роботы-узисты, роботы для взятия проб, для взятия крови из вены, роботы, которые помогают делать КТ или МРТ. И таких решений становится все больше, — рассказал Евгений Дудоров.

У «НПО «Андроидная техника» есть несколько перспективных разработок в этой сфере. Так, робот MedBot M-201 способен наладить онлайн-общение между пациентом и врачом, а также передавать информацию о состоянии пациента в режиме реального времени. Есть робот и для дезинфекции помещений посредством ультрафиолетовых облучателей закрытого, открытого и гибридного типов.

Особый интерес представляет роботизированный комплекс для постинсультной и посттравматической реабилитации детей с синдромом ДЦП. Если кратко, то с помощью этого устройства человек может подавать импульсы-сигналы, а устройство будет выполнять нужные движения.

— Когда человек желает что-то сделать, осуществить некое движение, то формируются особые сигналы, которые направляются экзоскелету. Таким образом желаемое действие преобразуется в реальное. Идет биологически обратная связь и происходит восстановление когнитивно-двигательных функций, — объяснил глава Консорциума.

Максим Гурбашков представил доклад «Компонентная база для медицинской робототехники как залог реализации перспективных систем». Он подробно остановился на ключевых требованиях и тенденциях в производстве приводов, акцентировав внимание на проблемах данной отрасли. В первую очередь, это резкое снижение доступности компонентов в связи с нынешней геополитической обстановкой, отсутствие ряда базовых технологий и комплектующих, чрезмерная сегментированность имеющихся на этом рынке решений. При этом он озвучил и способы решения проблем в краткосрочной перспективе.

— Снизить технологическую зависимость можно путем реверс-инжиниринга в целях импортозамещения, а также через локализацию и создание изделий на доступных компонентах. Нужно решать задачу здесь и сейчас — снабдить разработчика компонентами, а следующий этап — это вовлечение производителей элементов и материалов в кооперацию и разработку недостающих компонентов, замещение импортных разработок и получение максимально локализованного, отечественного решения, — добавил глава «ИнноДрайв».

Начальник отдела главного конструктора АО «НИИМА «Прогресс» Евгений Скиба озвучил доклад «Индор-навигация в медицинских учреждениях». Индор-навигация — это один из наиболее простых и технологических способов позиционирования людей в больших зданиях и помещениях. При этом данная система используется не только в больницах, но и на промышленных предприятиях, в торговых центрах, метро, аэропортах, на вокзалах. Система позволяет управлять имуществом и инвентарем, наблюдать за пациентом, а именно — проводить мониторинг внутри и вне здания с точностью до 1 метра по WiFi-RTT, контролировать пульс, уровень кислорода и, если нужно, оперативно вызывать врача или охрану.

Директор Института инновационного развития ФГБОУВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ Сергей Чаплыгин выступил с докладом «Современные медицинские реабилитационные и хирургические устройства». Специалист детально рассказал о собственных высокотехнологичных разработках вуза.

Руководитель инновационных проектов НИЧ МТУСИ Богдан Рагулин подробно рассказал про реабилитацию с применением технологии искусственного интеллекта и технического зрения после перенесенного инсульта. Инсульт является вторым по частоте «убийцей» людей во всем мире. В современной России среди причин смертности на втором месте после инфаркта миокарда также стоит инсульт головного мозга.

Ежегодно 450 тысяч человек переносят инсульт — фактически это население большого города. 31% пациентов, перенесших инсульт, нуждаются в посторонней помощи для ухода за собой, а 20% не могут самостоятельно ходить. Лишь около 20% больных могут вернуться к прежней работе. Инсульт накладывает особые обязательства на членов семьи больного и ложится тяжелым социально-экономическим бременем на общество.

— Создаваемый продукт поможет в реабилитации пациентам, перенесшим инсульт, особенно в тех районах России, где центры реабилитации находятся далеко от пациентов и не позволяют системно посещать их, — отметил Богдан Рагулин. — Предлагаемое решение повысит уровень реабилитации (близость к норме) и процент больных, вернувшихся к полноценной жизни и работе. Предлагаемый метод применим на этапе поздней реабилитации. Восстанавливаются двигательные, когнитивные, психомоторные, психоэмоциональные функции. Специалисты МТУСИ и «Федерального центра мозга и нейротехнологий» ФМБА России совместно работают над проектом по созданию системы, которая позволяет отследить с помощью ИИ правильность выполнения пациентом упражнений, оценивать допустимые отклонения, время тренировки и иные параметры.

Использование виртуального тренера и ИИ, оценивающего качество выполнения упражнений, вырабатывает у пациента уверенность в своих силах, сознательное отношение к проводимым занятиям и необходимость принимать в них активное участие. Устройство контроля выполнения упражнений предоставляется в пользование пациенту, что существенно снижает расходы на реабилитацию.

Директор ФГБУН «Институт конструкторско-технологической информатики Российской академии наук» Сергей Шептунов озвучил доклад «Цифровые трансформации в хирургии». Эксперт изложил основные направления роботохирургии, акцентировав внимание на возможностях и потенциале этой отрасли медицины.

— На сегодняшний день возможности хирурга можно увеличивать практически до бесконечности, можно подойти к пределу развития хирургии — это 20-30 микрон, и в какой-то части уже начинать думать об автоматизации отдельных процессов медицинской операции, — резюмировал эксперт.

Заведующий отделением нейрохирургии Московского городского спинального нейрохирургического центра Дмитрий Дзукаев выступил с докладом «Новые роботизированные технологии в спинальной нейрохирургии: дань моде или путь в будущее?».

— Сбор и обработка информации, и в идеале принятие решений, должны быть в будущем отданы искусственному интеллекту при выполнении операций. Сегодня мне один врач приносит одни данные по МРТ, второй врач дает иную трактовку, а истина где-то в другом месте. Поэтому я жду, когда эту миссию на себя возьмет ИИ, — сказал Дмитрий Дзукаев. — Таким образом искусственный интеллект необходим на стадии диагностики, принятия решений и планирования лечения. В дальнейшем будут развиваться роботизированные хирургические манипуляторы, экзоскелеты и умные инструменты.

Заведующий Кафедрой нейротехнологий Института биологии и биомедицины ФГАОУВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского» (ННГУ) Виктор Казанцев выступил с докладом «Интерфейсы нейромиоуправления реабилитационными РТК». Он рассказал про научные разработки вузов, а именно про системы реабилитации. Среди них — медицинский пассивный отрез, оснащенный датчиками для автоматизированного контроля процесса реабилитации в постоперационный период.

Главный врач Центральной клинической медико-санитарной части Магнитогорска Максим Домашенко представил доклад «Робототехника в реабилитации пациентов неврологического профиля. Вчера, сегодня, завтра». Он привел реальные примеры роботов, которых используют врачи при реабилитации пациентов.

— Роботы в значительной степени содействуют инструкторам лечебной физкультуры. Они помогают им экономить время, а организаторам здравоохранения экономить человеческие ресурсы. Однако сейчас роботы ни в коем случае не заменяют инструктора ЛФК, они дополняют его. Возможно, мы когда-то придем к тому, чтобы они заменили его, но на это уйдут два-три десятилетия. Если же к хорошему инструктору сейчас добавить несколько роботов, то тогда можно реабилитировать существенно большее количество пациентов с различными патологиями, — убежден Максим Домашенко.

Руководитель проекта инвазивных исследований ООО «Моторика» Юрий Матвиенко рассказал о проектах компании — российского лидера в области разработки и производства высокофункциональных протезов рук. С 2016 года компания выпустила 4700 тяговых бионических протезов для пользователей из 15 стран мира и располагает полным производственным циклом, включая научные разработки и исследования по реабилитации верхних конечностей.

У предприятия полный цикл: от разработки процессов до реабилитационного сегмента. Фирма выпускает тяговые, односхватовые и многосхватовые бионические протезы. Также компания занимается исследованиями инвалидных технологий. Цель проекта — купирование фантомных болей в культе и передача в нервную систему пользователя чувствительности от касания бионических протезов с предметами посредством инвазивной нейростимуляции. Целью же исследования второго этапа была стимуляция периферических нервов (ПНС) и спинного мозга (ЦНС) у пациентов с болевым синдромом с целью создания системы очувствления для бионических протезов и купирования болевого синдрома.

Доцент, заведующий кафедрой дошкольного и специального образования ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» Владимир Чернобровкин выступил с докладом «Использование образовательной робототехники с детьми, имеющими ограниченные возможности здоровья».

— Образовательная робототехника достаточно активно заявила о себе, использование андроидов дает заметный положительный результат, — сказал он. — Наша кафедра выпускает специалистов дошкольного и дополнительного образования, а также дефектологов и логопедов, тьюторов в инклюзивном образовании. Сегодня эти направления очень востребованы в России.

Исполнительный директор Национальной ассоциации участников рынка робототехники (НАУРР) Ольга Мудрова в финале мероприятия представила доклад «Робототехника в медицине. Тренды, разработки и внедрение».

— Рынок медицинских роботов к 2026 году достигнет 5 млрд долларов. Он увеличивается с каждым годом, в среднем прирост сервисной робототехники составляет от 10 до 30% к предыдущему году. Безусловно, в сервисную робототехнику включаются не только медицинские, но и другие роботы. Причины роста данного сегмента рынка — это высокий процент успешных операций, снижение влияния человеческого фактора, увеличение числа задач, разрешаемых в единицу времени, сокращение периода реабилитации, — отметила Ольга Мудрова.

Далее состоялась дискуссия с участниками мероприятия. Эксперты отметили, что емкость рынка роботов для российской медицины составляет сейчас около семи тысяч штук, при этом каждый робот может в среднем делать три операции в день. Это весьма перспективное направление, однако инвесторы пока не спешат вкладываться. Нужно создать эффективную модель привлечения инвестиций. Бизнесмены должны понимать, что новые разработки финансово себя оправдают, а больницы способны их закупать, зная, что потом по ОМС все высокотехнологические операции также окупятся.