Руководитель проекта – организатор исследовательской группы, аспирант Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова, магистрант Университета ИТМО Юрий Лошенко объединил талантливых специалистов двух вузов для разработки максимально реалистичной модели робота-тренажера, на котором молодые врачи смогут практиковаться в проведении операций на человеческом теле. В команде задействованы инженеры, программисты, химики из Университета ИТМО, опытные хирурги и профессорско-преподавательский состав кафедры военно-полевой хирургии Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова. 

БЕЗ ВРЕДА

Как отметил Юрий Лошенко, подготовить врача-хирурга без практики невозможно. Обычно для отработки навыков используются трупы людей и животные, но это связано с определенными трудностями, хотя бы этическими. При этом российское законодательство предусматривает возможность и необходимость симуляционного обучения, то есть использование виртуальных программ и роботов-тренажеров. Но вот беда – высококачественных медицинских тренажеров отечественного производства практически нет, а их зарубежные аналоги в среднем обходятся в 150-300 тысяч долларов.

«Человек может попасть в ДТП, получить ранения в военном конфликте или уличной потасовке, словом, иметь самые различные повреждения, требующие операционного вмешательства, – рассказывает Юрий. – В свою очередь хирург должен иметь необходимые навыки, чтобы определить, что прежде всего угрожает жизни человека. Обнаружив угрозу, устранить ее так, чтобы пациент мог выжить, по возможности, без осложнений в будущем. Для этого мы и создаем робота, с помощью которого будем моделировать те или иные ситуации, где молодой хирург сможет набраться опыта, не рискуя при этом нанести вред пациенту».

СКАЛЬПЕЛЕМ ПО ШЕСТЕРЕНКАМ

Как рассказал Юрий Лошенко, работа начиналась методом проб и ошибок. Сначала были созданы небольшие приспособления с простейшими моторчиками и силиконовыми трубками, в некоторых устройствах даже применялись сосуды животных и т. п. Немало времени занял поиск материалов, подходящих для достоверной имитации тканей и внутренних органов.

В настоящее время робот находится на стадии разработки и уже близок к лабораторному образцу прототипа человеческого тела. Он имеет костный каркас, внутренние органы, магистральные кровеносные сосуды, имитацию кожи. Продолжается доработка элементов робота: живота, таза и конечностей, а также механизмов, материалов и программного обеспечения. 

Под управлением компьютера в теле робота будут воссоздаваться физиологические процессы: пульсация сосудов с достаточным уровнем давления и т. д. Искусственный интеллект сможет моделировать различные ситуации, имитирующие реакцию человеческого тела на определенные повреждения или оперативное вмешательство.

ДОСТУП К ТЕЛУ

Робот-тренажер спроектирован по модульному принципу, то есть его части можно заменять в зависимости от стоящей перед молодым хирургом задачи. В итоге алгоритм обучения таков: есть образовательная программа, учебная дисциплина, методы теоретического и практического обучения, критерии оценки и то, на чем можно проводить практическую подготовку. Молодой специалист теоретически отрабатывает какой-то навык и получает доступ к «телу», то есть тренажеру, на котором отрабатывает практику.

«В современных условиях к симулятору неприменимы этические и законодательные аспекты, например, робота можно проткнуть ножом и даже оставить его в животе, пусть студент думает, что с этим делать. Поскольку робот разборный, есть возможность нанести определенные травмы внутренним органам и собрать его обратно», – говорит Юрий Лошенко.

«Обучаемому характер повреждений неизвестен, он видит только исходные данные: характер повреждения, показатели гемодинамики, лабораторные данные. Прежде всего, перед ним стоит задача диагностировать повреждения, определить наличие жизнеугрожающих последствий травмы. В этом ему могут помочь данные о характере травмы. К примеру, произошло ДТП, пострадавшего придавило кузовом автомобиля. Все остальное студент должен узнать сам, обследуя робота, и приступить к борьбе за его «жизнь», – продолжает руководитель проекта.

Кроме того, планируется использование рентгеноконтрастных препаратов с последующим рентгенологическим исследованием для уточнения характера повреждения, словом, все как с настоящим пациентом.

«Тренажер позволит отработать технику операционного вмешательства, дать рукам механическую память и проверить психомоторные реакции будущего врача, чтобы понимать, готов ли он подойти к живому человеку со скальпелем. Определить, может ли он начать работу хотя бы в качестве ассистента», – замечает Юрий.

Разрабатываемая структура материала робота должна позволить молодому хирургу почувствовать, что он работает с практически реальным телом, а не резиновой куклой. После проведения доработки всех компонентов робота-тренажера его планируют запустить в серию. Ориентировочно это произойдет через три года.

Юрий Лошенко уверен, что интеллектуальные роботы-тренажеры с программным обеспечением и обратной связью на выполняемые действия станут важным элементом подготовки медиков. К слову, недавно Юрий вместе с командой одержал победу в Проектной конференции-конкурсе «Интеллектуальная кухня» в Университете ИТМО, исследовательская группа получила приз в 100 тысяч рублей, эти средства помогут в развитии проекта.

«Студенческий конкурс показал, как технология может приносить деньги. Осенью у наших магистрантов я вел курс "Методология управления проектами", задача которого заставить технарей думать в сторону предпринимательства и развивать у них soft skills. Там я услышал главную похвалу от студентов: "Вы мне сломали мозги. Заставили думать по-другому". Объяснял, что цель любого технологического проекта не заработать денег, а помогать людям. Так, по окончании курса ко мне обратился Юрий Лошенко с вопросом, как представить свой проект. "Ты не создаешь механизм, ты спасаешь жизни, и тогда никто не сможет оспорить, почему"», – рассказал Игорь Куприенко, начальник Управления по развитию проектной деятельности Университета ИТМО.