Гуманитарные технологии в роботохирургии и хирургической агрессологии

В сюжете этого романа есть такая психологическая развязка. После оправдания суда Мэй – автор автономного хирургического комплекса, подумал: – «…на этот раз пронесло. Ответственность должны быть присущи любому врачу, но относительно хирурга, требования к ней неимоверно возрастают, так как хирург вооружен и имеет юридическое право этим оружием пользоваться. Причем, это касается не только того хирурга, который оперирует своими руками, но и тот хирург, который передоверяет больного, возможно, вполне обоснованно и осознанно, своему автономному хирургическому модулю. Что бы ни говорили, человек нашей специальности – фигура приметная. Легендарность и шумное восхищение, сопровождают хирурга лишь пока все идет хорошо, но как только случается неудача и несчастье с оперированным больным, так все положительные эмоции переходят в резко отрицательные, и затем требуются многие годы, а иногда вся жизнь, чтобы исправить сложившееся мнение…». В сюжете книги есть и такой эпизод, когда доктор Мэй мысленно возвращался к истокам своей хирургической деятельности. – «…Действительно, наша работа – как тяжелое заболевание с гектической температурой – всплески положительных эмоций чередуются с падением настроения, и нормы практически не бывает. Подобное страдание у больных протекает дни или недели, а у хирурга оно хроническое и длится столько лет, сколько он активно работает. К этому надо готовиться профессионально, нравственно и физически…». Мэй вспомнил и отрывки из письма доктора Каракулова о том, что «Хирургия – это сфера человеческой деятельности, направленное на эффективное изменение человеческого организма; это упорядоченная система знаний о позитивном изменении человеческого организма. «Хирургия слишком серьезная специальность, чтобы ею занимались сугубо хирурги. Из этого хирурги должны вывести алогичное убеждение о том, что логика, математика, информатика, философия, кибернетика, техника и технологии нужны для усиления их интеллектуально-познавательного «зрения», как бестеневая операционная лампа. Разве в этой теории не заложено отчуждение самого хирурга от хирургии?».

В фабуле романа есть такая сюжетная линия. Вдруг, как будто Мэя ударило током, он с пафосом воскликнул. – «И все же, мой модуль оперирует красивее, надежнее, грамотнее, нежнее, чем любой хирург-виртуоз!». И это напоминало знаменитое откровение Джордано Бруно на инквизиторском кострище «И все же Земля вертится!». А ведь сейчас никто не оспаривает гелиоцентризм. Нужно отметить, что робот-хирург в романе представлен полностью автономным хирургическим агрегатом, выполняющим любые операции, включая полостные, самостоятельно, без помощи хирурга, тогда как робот-хирург традиционно представляет собой репрограммируемый мультифункциональный манипулятор, объединяющий три основных функции: во-первых, способность выполнять определенные действия; во-вторых, возможность решать различные задачи на запрограммированной основе; в-третьих, способность интерпретировать и модифицировать ответы на команды оператора.

Сам термин «робот» появился более 100 лет тому назад, благодаря чешскому писателю-фантасту Карелу Чапеку. Он в действие пьесы «R.U.R» (1920) ввел человекоподобные механизмы, назвав их «роботами». В литературе тему роботов развил великий фантаст Айзек Азимов, издав сборник рассказов «Робот». Важнейшим этапом в эволюции роботической хирургии стало развитие дистанционной телероботической хирургии. Концепция данного проекта состояла в том, что хирург находится у консоли, а компьютер транслирует его движения на манипуляторы, расположенные в организме пациента. Непосредственно телеробот способен манипулировать камерой и несколькими «руками» с инструментами. В то время компьютер способен следит за инструментами и визуализирует операционное поле. В настоящее время система «Da Vinci» является неоспоримым лидером в области роботической хирургии. Именно компьютерный интерфейс модифицировал движения рук хирурга в движение роботических манипуляторов. Между тем, отсутствие в них тактильной чувствительности диктует хирургу необходимость полагаться на собственную интуицию. Именно этот факт позволяет системе выступать лишь в качестве ассистента, а не как оперирующий хирург. Сейчас роботохирургия продолжает стремительно развиваться, завоевывая все большее и большее количество направлений в медицине. Стала реальностью так называемая трансконтинентальная телероботохирургия, трансоральная роботическая хирургия, роботохирургия головы и шеи, гинекологическая роботическая хирургия. Чего же можно ожидать от роботохирургии в будущем?

Продолжаются работы по созданию новых роботов. Новые возможности манипуляторов и визуального контроля позволят довести до совершенства оперативные вмешательства на бьющемся сердце. Если до последнего времени большинство роботов-хирургов были скорее инструментами, чем хирургами, а потому полностью зависели от человека и функционировали по принципу «ведущий-ведомый», повторяя человеческие движения, то сейчас создан новый тип робота, который сможет самостоятельно провести операцию. Но до уровня автономного хирургического агрегата, что описано мною в фантастическом романе «Фиаско», еще технология не дошла. То есть такой агрегат остается пока фантастикой. Есть эпизод, когда такую мечту выражает один из хирургов, представляя автономный модуль в иллюзиях: – «Аккуратные щупальца с инструментами ювелирно, шаг за шагом разделяют ткани. Опухоль медленными, выверенными движениями захватывается и удаляется из организма. Манипулируя камерой, металлический спрут проверяет качество работы. Убедившись, что все в порядке, делает аккуратный кожный шов и сам себе аплодирует». Возможно ли такая технология? – таков был посыл к фантастическому роману. Если в романе автономный комплекс выполняет сложнейшую хирургическую операцию – тотальную пластику пищевода абсолютно самостоятельно на основе загруженной компьютерной программы, то особенностью нынешней процедуры – это выполнение операции с помощью микрохирургии. То есть это уровень, так называемой хирургии «замочной скважины». Совсем недавно было фантастикой, а сейчас стала реальностью и то, что в настоящее время создана система «Raven» – впечатляющий мобильный робот-хирург, предназначенный для дистанционного проведения операций. Хирург, который управляет роботом по каналам связи, может находиться за тысячи километров от операционного стола. Пациент, к примеру, имеет возможность оперироваться у светил мировой медицины, практически не выходя из дома. – «То есть, можно взять на операционный стол больного здесь в Бишкеке, а прооперируют его хирурги на расстоянии из Москвы». В свое время, компанией «Virtual Incision» (США) был разработан робот-хирург, предназначенный для работы в космосе. По словам разработчика, «MIRA» – робот-хирург может проводить операции в космосе под контролем хирурга-человека, находящегося на Земле.

Если обратится к истокам философии автоматизации, то положения примитивной роботизации заложена были еще в IV веке до н.э. греческим мыслителем Аристотелем, который впервые создал прототипы автоматических машин. С этого момента получили постепенное развитие механика, гидравлика, пневматика, которые использовались в подобных машинах. В частности, в 322 году до н.э. древнегреческий изобретатель Архит Тарентский изобрел деревянного голубя, летающего при помощи струй пара, а изобретатели Герон, Ктезибий, жившие в конце III века до н.э., создавали механизмы, облегчающие процесс физического труда человека. В конце XV века Леонардо да Винчи спроектировал механического робота-рыцаря, в 1540 году Торриано сконструировал робота-женщину, играющую на мандолине, а Жак де Вокансон изобрел механическую утку. В 1898 году гениальный изобретатель Никола Тесла впервые разработал радиоуправляемую лодку, а в начале ХХ века Генри Форд, создав ряд механизмов, практически заложил основу индустрии создания машин. В 1951 году Рэймонд Гоерц спроектировал механический телеуправляемый манипулятор для работы с радиоактивными веществами. На этой базе уже был создан первый промышленный робот «Unimate», использовавшийся для сварки и литья. В 1977 году В.Шайнман сконструировал роботическую систему «PUMA-560», которая, начиная с 1985 года использовалась в нейрохирургии. В 1988 году Джон Уикхэм и Брэйн Дэвис представили роботическую систему «PROBOT» для применения при трансуретральной резекции предстательной железы. В 1992 году была создана система «ROBODOC» для использования при эндопротезировании тазобедренного сустава. В 1993 году создано роботизированное устройство «Aesop» для видеоконтроля при лапароскопических операциях. В 1995 году создана системы «ZEUS» – телеуправляемые манипуляторы-руки роботического комплекса. В 1999 году была создана телеуправляемая роботическая система «Da Vinci».

Из истории роботохирургии известно, что начиная с 2000-х годов технологии стали намного сложнее. В 2001 году была создана радиохирургическая роботизированная система, используемая при неврологических, брюшнополостных, торакальных, урологических операциях. В 2007 году были разработаны роботизированные навигационные системы «VIKY» и «Niobe» для лапароскопической хирургии, которая используется в гинекологии, общей хирургии, урологии, торакальной хирургии по сей день. В 2007 году была разработана специализированная роботическая система «Sensei» для проведения эндоваскулярных транскатетерных вмешательств на сердце. В 2009 году была созданы системы «Magellan» и «CorPath GRX» для эндоваскулярных вмешательств. В 2011 году разработан специализированный роботизированный комплекс «Renaissance» для нейрохирургии. Система предоставляет врачам возможность, благодаря специальной программе, заранее спланировать все этапы оперативного вмешательства, продумать размеры необходимых имплантатов и фиксирующих материалов. Был также разработан робот «i-Snake» для ЛОР-операций и «Micro-IGES» для применения при кишечных операциях. В 2009-2013 годах были разработаны ортопедические роботические системы «Mako», «Navio» для замены коленного сустава. В 2015 году была созданы системы «Flex Robotic System», «μRALP» которая является первой специализированной хирургической платформой, основанной на управляемом и настраиваемом объеме робототехники, который обеспечивает доступ через естественные пути в отоларингологии и колоректальной хирургии.

Во втором десятилетии XXI века роботохирургия становится полуфантастичной. В 2018 году была разработана система «Monarch» для проведения диагностической и лечебной бронхоскопии, она обеспечивает доступ в бронхи субсегментарного порядка. В 2018 году была презентована роботохирургический комплекс нового поколения «Da Vinci SP», которая применяется сейчас во всем мире. Позже была разработана однопортовая роботизированная хирургическая система «SPORT», в стадии разработки находятся системы «SurgiBot» и «SPIDER», обеспечивают трехмерную визуализацию, эргономичное управление и точность движений с масштабированием. Безусловно, перспективной является разработка и внедрение телехирургии – использование при хирургическом вмешательстве устройств «ведущий–ведомый», в которых ведущий и ведомый компоненты физически разделены. Хирург, который располагается на удаленном расстоянии от операционного стола осуществляет активное управление инструментами. Обмен данными между консолью хирурга и инструментами происходит по телекоммуникационной линии. Хотя устройства «ведущий–ведомый» обычно находятся в одном и том же помещении во время операции, процедура может быть выполнена с помощью хирургической консоли, расположенной в другой комнате или даже в другом регионе. Недавно в США создано высокочувствительный сенсор, который может чувствовать текстуру предметов подобно человеческим пальцам. В будущем такой датчик поможет разработать минимально агрессивные хирургические методы, давая роботам-хирургам возможность самим изучать тактильные свойства тканей и внутренних органов. С появлением искусственного осязания вновь обострились суждения о том, неужели сенсоры станут более чувствительными, чем ощущения пальцев человеческих рук? Равви Сараф и Вивека Махешвари, как разработчики поясняют, что сенсор создан на основе нанопленки, сделанной из нескольких слоев металла и полупроводниковых наночастиц. – «Когда-нибудь хирургов заменят хирургические роботы, которые будут выполнять оперативные вмешательства более техничнее, нежнее и безопаснее, чем сами хирурги», – говорят они.

Сегодня всех существующих хирургических роботов можно разделить следующим образом: во-первых, пассивные роботы – не обладают автономией, управляются вручную, самостоятельно движений не выполняют; во-вторых, телеуправляемые роботы – не обладают автономией, удерживают хирургические инструменты, которыми управляет человек дистанционно; в-третьих, полуактивные роботы – «роботы-ассистенты», контролируемые оператором, но с некоторыми виртуальными функциями; в-четвертых, активные роботы, обладающие автономностью в рамках конкретной задачи, робот выполняет определенное задание автономно, но с инициативы оператора. Нужно отметить, что активные роботы, которые автономно выполняют запланированное движение, автономны условно, так как оператор строит и подтверждает хирургический план и контролирует их осуществление. В будущем планируется разработка и развитие роботической хирургии в следующих полуфантастических направлениях: во-первых, создание роботов с высоким уровнем автономии – роботы способные принимать медицинские решения под контролем человека (на данный момент не существуют!); во-вторых, полностью автономные роботы, способные выполнять хирургическое вмешательство полностью без участия человека (на данный момент – научная фантастика!). Хирургических роботов можно разделить и по сфере их применения: во-первых, нейрохирургические – использующиеся при хирургических вмешательствах на позвоночном столбе и головном мозге («Neuromate», «Renaissance»); во-вторых, эндоскопические – использующиеся при бронхоскопии («Auris Monarch»), внутрипросветных манипуляциях в ЛОР-хирургии («μRALP»), манипуляциях на органах ЖКТ и верхних дыхательных путях («Flex Robotic System», «i-Snake»); в-третьих, эндоваскулярные – управляемые гибкие катетеры для проведения эндоваскулярных вме- шательств на сердце и сосудах («Magellan», «Niobe», «Sensei», «CorPath»); в-четвертых, радиохирургические («CyberKnife»; в-пятых, универсальные лапароскопические роботы – телеуправляемые манипуляторы («Aesop», «ZEUS», «VIKY», «Da Vinci»).

Обзор эволюции систем роботизированной хирургии показывает, что в мире предложено огромное количество роботизированных систем, которые внедрены практически во все разделы клинической и экспериментальной хирургии и которые показали несомненное преимущество перед традиционной хирургией. Однако, следует подчеркнуть, что еще далеко до создания автохирургического комплекса, действующего самостоятельно, то есть без участия хирурга вообще. В своем романе «Фиаско» подчеркиваю, что такая технология сейчас маловероятно, но интересен, по сути, путь к такой технологии, борьба идей и теорий. Разве только на этапе создания информационной базы и программирования возможны подобные технологии. В этом аспекте, на наш взгляд, очень перспективной среди всех других технологий представляется система «Verb Surgical», представляющая собой систему для консолидации данных, получаемых от роботических хирургических систем всех производителей по всем пациентам из медицинских учреждений от врачей различных специальностей, для создания «идеального» роботического комплекса с системой «умной» визуализации, способностью к самообучению и самопроверке, универсального для пациента и для врача, а также для оптимизации цены. Число выполняемых робот-ассистированных операций с помощью перечисленных выше роботизированных хирургических систем неуклонно растет, к началу третьего десятилетия XXI века в мире выполнено более 6 млн. роботических операций. Растет и валидация роботических хирургических систем. К примеру, система «Da Vinci» лидирует в общей хирургии, гинекологии, урологии, кардиохирургии, легочной хирургии, ортопедии, нейрохирургии, оториноларингологии.

О зигзагах переформатирования сознания хирургов есть такой эпизод в романе «Фиаско», когда Мэй признается, что не с кем перекинутся мыслями о тенденциях и направлениях развития киберхирургии. – «Мое сожаление касается моих коллег по цеху хирургии. Причем, профессор Каракулов не в счет, так как именно он – один из немногих пытается выработать адекватные мировоззренческие программ профессиональной деятельности хирурга в будущем, то есть сделать хирургию цельным, системным, адекватно ориентированным, перспективным». На самом деле, в эпоху роботохирургии, современная хирургия находится в состоянии «технологической контузии», когда хирурги дезадаптированы чрезмерной технологизацией их дела, страдают от диспропорций между высокими темпами и масштабами внедрения техники и технологий, а методологическая нагруженность новой хирургии недостаточна для понимания, а также совершенно не выверены мировоззренческие установки, принципы, пока нет ни идеологии роботизированной хирурги, ни оценка его последствий. О переформатировании сознании хирурга есть и такой эпизод, когда Мэй утверждает, что нужно свершить революцию в головах нынешних хирургов. А для этого им самим нужен не малый интервал абстракции в их попытке довести свою хирургию до уровня биоинженерии. – «Можно было допускать, что со временем в мире станет все больше хирургов, которые говорят, спорят, злорадствуют, иронизируют, поддерживают, прислушиваются к медикам, хирургам, философам, прагматикам, роботам. Но каждый из них, при этом, бесспорно, все больше и больше будет укрепляться в своих взглядах, убеждениях, устремлениях о том, что хирургия на новой философской основание должна, наконец, дорасти до уровня биоинженерной науки, когда, возможно и станет вопрос ребром об отчуждении хирургов от хирургии».

Биоэтические парадигмы и постулаты современной медицины и роботохирургии. Речь пойдет о биоэтических парадигмах и постулатах современной роботохирургии, а также пределах моральной философии современной медицины в условиях новых вызовов современности. Прежде чем вести диалог об этих пределах необходимо их измерить, вычислить, оценит, то есть знать природу моральной философии. Мур Дж.Е. (1999) пишет: «Можно сказать, что мораль А выше, чем мораль В, что означает – мораль А – это моя мораль, а мораль В – нет». Можно задаться вопросом: означает ли это, что одно убеждение истинно, а другое нет? Наш диалог касается проблем ценностей в технологичной медицине, кстати, сверхактуальной для нынешнего времени – эпохи начавшейся эрозии нравственности, дефицита ценностного фактора в нашей профессиональной деятельности. Из романа «Фиаско». «…Хирургия – это когда режут! – это всем понятно, «Хирургия в сундуке» – как понять? В любом случае «Хирургия – это драгоценный дар богов, дочь разума… Да будет прославлен тот, кто постиг ее тайны!», – размышлял Мэй. – До сих пор считалось, что человека может оперировать только человек и никак технический агрегат. А теперь что? Неужели отцом автономной хирургии стану я? Человек-хирург отстранится от хирургии, а его место займет робот-хирург. Куда же денется чувство человеческого сострадания и милосердие человека-хирурга?».

Из раздела 1.1 известно, что условия и темпы нынешнего НТ-ТП требуют кардинальной коррекции принципов деятельности и правил поведения личности и общества, следовательно, личности врача и медицинского сообщества. Между тем, безусловно, в эпоху технологизации медицины, нравственность, мораль, этика, призванные влиять на деятельность врачей, существенно отстали от требований времени, утратили свое былое значение и предназначение. Между тем, это влечет необратимые разрушительные последствия не только в сфере самосознания людей, но и самосознания профессиональных специалистов. Если судить по тому, что нынешнее человечество молчаливо допускает такие кардинально отрицательные явления, как войны, терроризм, насилия, каннибальство, инцест, детоубийство, то можно согласиться с суждениями одного из героев эсхатологического научно-фантастического кинофильма «Живые и мертвые» – выдающегося ученого-физика, лауреата Нобелевской премии мира, уцелевшего после третьей Мировой войны и переживавшего условия ядерной зимы: – «…Человек – это тупиковая ветвь эволюции. Человек – зарвавшаяся обезьяна, которая пришла в мир только для того, чтобы создать эффективное оружие для самоуничтожения…». Можно смело сказать, что человечество переживает время, когда вся цивилизация тяжело больна безответственностью. Больна и медицина. На наш взгляд, ключевой категорией концептуальной оценки и анализа любого научно-технического и технологического нововведении должен быть «принцип ответственности», на основе которого должна строится теоретическая система ценностей, адекватная изменившимся условиям и перспективам развития цивилизации. В этом аспекте, многие достижения в сфере медицины и хирургии в том числе, можно внедрить в практику уже сегодня, однако, этот безусловный медико-хирургический успех может быть «омрачен-посрамлен» в связи с непреднамеренно-непредвиденно нарушенными законами этики, морали, нравственности, человеческого права. И тут нужна философия. Л.Витгенштейн писал: – «Философия – это форма терапии, цель которой – освобождение от тревожности, возникающей в результате вовлечения в жизненные ситуации».

Следует подчеркнуть, что еще на рубеже XX-XXI веков «проблемные сверхситуации», связанные с морально-этическими, так называемыми «проклятыми вопросами» прорывного развития ряда явлений и направлений в области медицины и хирургии в том числе, обострились до предела. Если тогда речь шла о морально-этических основаниях пересадки органов, клонирования человека, генной инженерии, то сейчас, подобные «проклятые вопросы» приобрели более глобальный масштабный характер в связи с технологиями, принуждающие человека, специалиста, принять меры по ускоренной: во-первых, эволюции сознания, в том числе за счет возможной трансфера более продвинутого сознания, а, во-вторых, за счет радикального переформатирования сознания. Нужно отметить, что в условиях возникновения новых вызовов современности даже прежние социально-философские парадигмы и постулаты приобрели иной масштаб и иной контекст. Стало ясным, что без мировоззренческого подхода к этим проблемам они так и останутся недоразрешенными, что чревато. Л.Витгенштейн писал: «Там, где мы встречаем комбинацию «должно быть» и «не может быть», мы имеем дело с философией. Занятие философией походит на блуждания в темном лесу. Задача философа – найти выход из дебрей». В этом аспекте, особняком всегда стоит вопрос: каковы формы и варианты возможной «существенной трансформации» морали и этики в обществе в условиях диктата новых парадигм и постулатов НТ-ТП? Каковы будут ближайшие и отдаленные последствия кардинальных изменений морали и этики? Какой будет суть новых норм морали и этики в эпоху сверхтехнологий? Между тем, следует подчеркнуть, что этика является достаточно устойчивой в своих суждениях наукой, ибо в основе их лежат общепринятые, общепризнанные, а потому почти незыблемые моральные законы, регулирующие взаимоотношения людей, и вечные моральные ценности. Между тем, именно благодаря философии те самые моральные законы и ценности сохраняют свою незыблимость и вечность.

Краеугольный камень современной хирургической философии – минимизация операционной травмы. Между тем, это проблемное поле такого научно-практического направления, как «Хирургическая агрессология». В 1987 году группа японских инженеров сконструировала матрицу, позволяющую осуществить роботизированные вмешательства, а Филипп Муре (Франция) впервые успешно выполнил роботохирургическую холецистэктомию. В истоках мотивации таких разработок лежал принцип минимизации тяжести операционного вмешательства. В мире сейчас функционируют тысячи центров цифровой роботической платформы для медицины, именно с такой направленности. В России уже сформировались соответствующие научно-практические школы по роботохирургии. О.О.Янушевич, Е.В.Шляхто, Д.Ю.Пушкарь, В.В.Крылов, И.В.Решетов, А.В.Голанов, С.А.Шептунов, Ю.В.Подураев, С.А.Краевой, А.В.Алёхин, А.В.Коротеев, Г.В.Саврасов, В.П.Чехонин и другие ученые широко используют роботохирургическую установку «Да Винчи». Этот комплекс не робот в полном смысле слова, а механическое устройство, которое помогает хирургу, обеспечивая условия для точной хирургической операции в ограниченном пространстве. Задача робота – сгладить действия хирурга, обезопасить от резких движений, кроме того, есть возможность повернуть инструмент почти на 90°, доставить его туда, куда рука человека добраться не может, тем самым обеспечивая семь степеней свободы манипуляции. До селе такой свободы обладали лишь человеческие руки – от природы высокодифференцированный орган, приспособленный к выполнению сложных рабочих движений. Б.Н.Петровский писала: – «Руки – это великое достояние хирурга, но для того, чтобы они помогали успешно оперировать больных, нужен труд, постоянные тренировки, забота о них». А в эпоху робоохирургии? Легко сказать. Ведь прикосновения «щупальцев», то есть манипуляторов робота-хирурга, должны не только осуществить то, на что способны человеческие пальцы, но и быть мгновенно проанализированными, оцифрованными, транслированными на монитор в том виде, который сразу выдаст необходимую информацию.