Аркадий Воловник - Знакомьтесь, информационные технологии
Чип сможет имплантировать любой врач под местной анестезией, причем на место вживления не нужно накладывать швы.
Компания ADS ожидает получить одобрение FDA к середине 2002 года, и сразу же после этого начнется продвижение новой технологии в США. До этого чипы появятся на рынках Южной Америки и Европы. Первоначально они будут служить средством получения информации о хирургически вживленных пациенту приборах, например электронных стимуляторах сердца и искусственных суставах. Получая энергию от радиосканера [90] , чип будет посылать радиосигнал из-под кожи человека на этот сканер. Первые образцы чипов нельзя будет использовать в качестве устройств слежения из-за отсутствия внутреннего энергопитания, сканеры смогут засечь их лишь на близком расстоянии. Следующее поколение вживляемых чипов, способных посылать сигнал на большое расстояние, пока еще требует необходимых доработок – они слишком велики, чтобы использовать их по назначению.
Вживляемые чипы, кроме того, можно использовать в качестве замены ключей и банковских карточек – один такой имплантант будет открывать дом, заводить машину или снимать наличные со счета.
Ron Fearing, профессор университета штата Калифорния в Беркли, разрабатывает миниатюрную механическую муху. «Муха»-робот имеет размах крыльев в 25 мм. В перспективе железная муха будет способна копировать поведение обычной комнатной мухи (Musca domestica). Уже создан полетный модуль с ограниченными летательными возможностями. Для того чтобы крыло было способно одинаково хорошо и покачиваться, и поворачиваться, пришлось построить миниатюрный механизм весом около 20 мг, который позволяет крылу поворачиваться на 45 градусов и делать взмахи на 60 градусов, совершать 150 движений в секунду и не ломаться даже после миллиона взмахов. Тело «мухи»-робота изготавливается из тонкой нержавеющей стали. Автономным источником питания, который позволил бы «мухе»-роботу самостоятельно передвигаться в пространстве, скорее всего, станут литиевые батарейки или даже панели солнечных батарей. В мухе установлен мотор из пьезоэлектрического материала с миниатюрными керамическими кристаллами, на которые подается напряжение. Колебания пьезоэлектрического кристалла за счет кинематического потока сцепления передаются на крылья, вследствие чего они приходят в движение.
Отдел исследований военно-морского флота, оплачивающий разработку, заинтересован в использовании «мухи»-робота для наблюдения, слежения и других военных приложений. Разработчики считают возможным использовать стальную муху как основу для создания роботов-хирургов, применяемых в медицине: размеры робота не превышают в диаметре 5 мм, что позволяет производить операции внутри человеческого тела, используя минимум травмирующих хирургических инструментов.
Имея достоверную информацию, можно на качественно более высоком уровне организовать лечение как терапевтическим, так и хирургическим способом.
Операции на неотключенном сердце
Сегодня в Лондонском научном центре охраны здоровья с помощью робота-хирурга выполняют операции шунтирования коронарных сосудов сердца без вскрытия грудной клетки пациентов (делаются только пять крошечных надрезов). Во время операции сердце пациента продолжает биться. При выполнении традиционной операции вскрывается грудная клетка и останавливается сердце, а руки хирургов проникают глубоко в полость грудной клетки больного. Все операции, выполненные роботами, закончились успешно.
Первые медицинские роботы появились в 1998 году. Сейчас, в основном, используются две роботизированные хирургические системы – «Зевс», созданная в компании Computer Motion, и система «Да Винчи» производства компании Intuitive Surgical. Обе системы прошли клинические испытания и получили полное одобрение в Канаде и Европе, где правовая система в области здравоохранения более гибка, чем в США.
С момента начала применения роботов более 400 хирургов во всем мире используют их при выполнении самых разных операций. Подобная хирургия отличается почти полной бескровностью и невероятной точностью. Хирург, выполняющий операции с помощью роботов, сидит за специальным пультом в соседней комнате и контролирует операцию по цветному видеомонитору, управляя работой двух исполнительных механизмов. Компьютер связывает средства управления с инструментами, закрепленными в «руках» роботов, которыми, собственно, и делаются реальные разрезы и швы в теле пациента. На монитор подается видеосигнал с крошечной эндоскопической видеокамеры с 25-кратным увеличением, которую роботы держат в нужном положении в операционном поле. Камера позволяет хирургу рассмотреть операционное поле в масштабе, далеко превосходящем возможности обычной хирургии, когда врач пользуется только увеличивающими очками. Инструменты и камера вводятся в тело пациента через надрезы размером несколько миллиметров.
В роботизированных хирургических системах используется компьютерная программа, которая фильтрует сигналы управления, передаваемые на манипуляторы от врача-оператора, и удаляет помехи, связанные с естественным дрожанием рук, которое есть даже у лучших хирургов. Другие программы преобразуют движения рук хирурга-оператора: врач может сдвинуть рычаг на несколько сантиметров, а манипулятор перемещает инструмент всего на два миллиметра. Можно также программно усиливать амплитуду движения.
Одно из главных преимуществ применения роботов заключается в том, что в этом случае гораздо меньше травмируется организм человека, т. к. уменьшается поле активного хирургического воздействия. Соответственно, и процесс послеоперационного восстановления происходит легче и быстрее. Так, после операций шунтирования с участием роботов пациенты проводят в больнице в среднем два дня, в то время как после традиционных операций такого рода люди остаются в больнице шесть дней. Кроме того, пациентам требуется в десять раз меньше крови для переливания и у них меньше послеоперационных осложнений.
Принципиально важно, что если врач во время операции находится в соседней комнате, то он может быть и на другом континенте. Надо только, чтобы время задержки сигнала от хирурга до робота было не более установленной величины.
Операция через океан
Врачи США и Франции успешно провели трансатлантическую хирургическую операцию. 68-летней женщине, находившейся в госпитале во Франции, при помощи робота-хирурга был удален желчный пузырь. Действиями машины управляли специалисты, находящиеся в США. Руководство роботом осуществлялось при помощи видеокамеры, которая транслировала происходящее из Франции в США с задержкой менее 0,02 с. Существующие сегодня нормы для телехирургии допускают задержку в 0,33 с. За операцией наблюдали две группы хирургов: одна во Франции, другая – в Соединенных Штатах.
Эта операция стала переворотом в области хирургии. Ранее телехирургия проводилась только в сфере микрохирургии – пациентам делали лапароскопию и операции на почках. Теперь же выполнена полостная операция. Развитие этой техники ведет к глобализации хирургии и позволит делать операции в любом месте, привлекая самых лучших специалистов, находящихся в это время совершенно в другом месте. Проведение операций с помощью роботов позволяет «поручить» им простые операции, оставив за человеком только наиболее сложные. Широкое внедрение роботов-хирургов, управляемых специалистами из крупных медицинских центров, гарантирует всем людям, вне зависимости от места их проживания, квалифицированную медицинскую помощь.
Кибернетические игрушки – новые члены семьи
Одно из характерных особенностей сегодняшней жизни является распад патриархальной семьи. Теперь дети достаточно рано уходят из дома и начинают жить самостоятельно. Вторая особенность заключается в том, что увеличилась продолжительность жизни, и пенсионеры сегодня составляют значительную часть (до 25 %) населения развитых стран. При этом в среднем женщины живут на несколько лет (от 5 до 12 лет) дольше мужчин.
В результате, сегодня много пожилых людей живут одни. Им, как правило, организована доставка необходимых продуктов. Но этого мало. В основном у стариков плохое самочувствие, и необходим постоянный контроль их состояния. Для этого организуются различные системы мониторинга. В Японии, например, внедряется система, использующая роботов. Здесь одиноким старикам раздают кибернетические игрушки. Это достаточно сложные роботы, способные вести примитивный диалог, тем самым скрашивая одиночество пенсионерам. Но главная задача «игрушек» заключается в том, что они регулярно (примерно каждые 30 минут) обращаются к своим хозяевам с каким-нибудь простым вопросом. И ждут ответа. Если ответ не поступил, то робот еще несколько раз повторяет вопрос. Если же ответа так и нет, то «игрушка» обращается по сотовому телефону, включенному в ее состав, в центр медицинской помощи. Робот сообщает о том, что хозяин не откликается. Номер центра, а также необходимые данные о хозяине, заранее записываются в телефон.
