Світова медицина тісно пов'язана з сучасними технологіями. Персональні комп'ютери, "хай тек" гаджети та Інтернет гармонійно інтегрувалися в усі сфери охорони здоров'я, зумовивши появу нової дисципліни Цифрове Здоров'я (Digital Health), яка покликана підвищити ефективність надання медичної допомоги та зробити медицину більш персоналізованою. Однією з найбільш захоплюючих галузей Цифрового Здоров'я є робототехніка. Вона входить в п'ятірку технологічних напрямів, які модернізують та покращують західну медицин, та систему охорони здоров'я в цілому. Медична робототехніка вже сьогодні дозволяє лікарям проводити операції, які ще декілька років тому здавались неймовірними.

Експерти виділяють 5 технологічних напрямів медичної робототехніки, які покликані покращити надання медичної допомоги.

РОБОТИ-АСИСТЕНТИ

Історія роботів-асистентів нараховує уже близько 35 років. В 1985 році була представлена перша хірургічна система - PUMA 560 (нейрохірургія). У 1992 появилась система RoboDoc, яка застосовувалась при протезуванні суглобів. У 1993 році з'явилась роботизована система Aesop фірми Computer Motion Inc - автоматична рука для утримання і змінення положення відеокамери при лапароскопічних операціях. В 1998 році Computer Motion Inc представила більш сучасну систему ZEUS.  Однак, усі ці системи були вузькоспеціалізованими приладами для забезпечення певних етапів хірургічних операцій і не були повноцінними роботизованими системами. В кінці 90-тих була створена універсальна, роботизована, хірургічна система з дистанційним управлінням - робот-хірург Da Vinci. Експерти виділили наступні переваги використання такої хірургічної системи перед відкритою хірургією:

• підвищені точність та швидкість оперативного втручання
• чудова ергономіка
• безпека перед можливим інфікування гепатитом та ВІЛ

Незважаючи на те, що  Da Vinci існує вже більше 20 років, він продовжує розвиватися і вдосконалюватись. Цьому активно допомагають конкуренти, які розробляють подібні системи з більш автономними функціями та більш широким спектром можливостей. 

СЕНСОРНІ ПРОТЕЗИ

За останні декілька років сфера протезування зазнала великих змін. Успіх вчених та інженерів в галузях біоматеріалів, сенсорів та ІТ значно розширили функціональні можливості протезів. Перша у світі, медично затверджена, 3D-друкована, біонічна рука тепер доступна для дітей та дорослих у Великобританії та США.

"Хай-Тек" кінцівка здатна приймати сигнали з м'язів користувача за допомогою чутливих, електронних сенсорів. Останні в комбінацій з механічними приладами, перетворюють ці сигнали в інтуїтивні та пропорційні рухи. Все більше наукових закладів та приватних компаній працюють у цьому напрямку здатному гармонізувати поєднання людини та машини, та стати чудовим джерелом допомоги для мільйонів. 

ЕНДОСКОПІЧНІ РОБОТИ ТА КАПСУЛИ

Класична ендоскопія і надалі залишається  доволі делікатною, медичною процедурою неправильне виконання якої може призвести до небажаних ускладнень. Роботизована ендоскопія - це нова концепція хірургічної практики, яка в першу чергу орієнтована на хірурга, а не на робота. Відомою своїми успіхами у цій медичній галузі є німецька компанія Medineering. Роботизована система Medineering покликана вдосконалити ендоскопічну процедуру, пропонуючи широкий спектр інструментів від від взяття біопсії до припікання рани. Система є доволі мобільною та легкою в інсталяції.

Паралельно розвивається напрямок «капсульної ендоскопії». Цей високотехнологічний метод, заснований на передачі зображень з камери, вмонтованої в мініатюрну капсулу (поміщену в організм пацієнта), на зовнішній записуючий пристрій.

Обстеження проходить під контролем програмного забезпечення (з підтримкою Штучного Інтелекту) та лікаря. Капсула є одноразовою та стерильною забезпечуючи мінімальну можливість інфікування.

ЕКЗОСКЕЛЕТИ

Завдяки розвитку високих технологій, в останні роки значно збільшилася кількість дослідницьких груп та компаній, які мають на меті створення екзоскелетів. Екзоскелет - пристрій, призначений для поповнення втрачених функцій, збільшення сили м'язів людини і розширення амплітуди рухів за рахунок зовнішнього каркасу, і приводних елементів. В минулому, головним напрямом застосування екзоскелетів був військовий, з метою підвищення мобільності тактичних груп, що діють у пішому порядку. На сьогодні сфера застосування приладів розширилася і на медицину, де вони покликані допомагати пацієнтам з вадами опорно-рухового апарату та паралізованим.

У 2018 році японська компанія з робототехніки Cyberdyne запропонувала свій екзоскелет нижньої частини тіла, відомий як Hybrid Assisted Limb або HAL. Він вже є доступним для пацієнтів у США. В Європі, італійські інженери з лабораторії Perceptual Robotics розробили Body Extender. Цей робот може допомогти пересуватися у просторі та піднімати важкі предмети вагою до 50 кілограмів. Команди швейцарських компаній Hocoma та Reha Technology, французького стартапу Wandercraft у співпраці з науковцями Університету Цюріху та Парижу працюють над робототехнічними структурами для пацієнтів з нервово-м'язовими захворюваннями.  В Україні теж є ентузіасти котрі працюють у цій цікавій та перспективній галузі. Зокрема, киянин Антон Головаченко сконструював оригінальний екзоскелет, який набуває популярності на світовому ринку роботизованої медтехніки.

Наразі більшість цих екзоскелетів використовують комбінації заздалегідь запрограмованих рухів, тим самим лімітуючи мобільність користувача. Однак, вчені сподіваються, що з покращенням комп'ютеризованих алгоритмів (зокрема Штучного Інтелекту) та їх поєднання з нейронними інтерфейсами, розробка автономного (керованого за допомогою розуму) екзоскелету є лише питанням часу.

РОБОТИ-СИМУЛЯТОРИ ПАЦІЄНТІВ

Медичні, комп'ютеризовані роботи-симулятори здатні відтворювати функціональні особливості серцево-судинної, дихальної та видільної систем організму людини. Також, вони запрограмовані імітувати фізіологічну відповідь на різноманітні дії медичних працівників, в т.ч. і введення фармакологічних препаратів. Здатність роботів імітувати фізіологічні реакції є їхньою унікальною властивістю, що не має аналогів у світі та відрізняє їх від усіх інших медичних манекенів.

Для прикладу, тренуючись на роботі "пацієнті" виконувати реанімаційні заходи, студенти мають можливість спостерігати фізіологічну відповідь організму на неправильно встановлену, ендотрахеальну трубку. У манекена роздувається шлунок, не прослуховується дихання в легенях, частішає серцебиття. По мірі прогресування дихальної недостатності розширюються зіниці, поступово наростає симптоматика, "хворий" впадає у кому, за нею настає смерть. Лідером у виробництві роботів - симуляторів пацієнта, є американська METI (Medical Education Technologies Inc.). Вироблені компанією роботи призначені для відпрацювання навичок прийняття рішень і практичних лікарських інтервенцій в лікуванні патологій.

Доктор Ростислав Кузяків (Rostyk Kuzyakiv) — запрошений автор для платформи INgenius, який висвітлює останні новини та досягнення Digital Health у світі. Працює як Biomedical Data Scientist в Universität Zürich, публікується в журналах "Cell", "PNAS" тощо. В свій час закінчив Львівський національний медичний університет ім. Д. Галицького та захистив PhD з клінічної біоінформатики в університеті Женеви.