НФ-философия автономизации роботохирургии. Аспекты концептуальной апперцепции

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».

Глава 2

Биоэтические парадигмы и постулаты современной медицины и роботохирургии

В данном разделе 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?».

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.

В качестве примера важного достижения первых двух десятилетий XXI века, можно привести создание кластера трансляционной медицины. Сейчас основная работа мировых научных центров и конструкторских бюро сосредоточена на создании периферии для систем, которые могут самостоятельно проводить те или иные хирургические вмешательства. Известно, что в России роботохирургический аппарат «Ломоносов» способен без участия человека поставить имплант в межпозвоночный диск, в остистый отросток при грыже.

– «По сути, на основе соответствующей роботической программы робот в будущем может заменить хирурга», – считают разработчики.

Однако, по мнению ряда исследователей первоначально высокие ожидания относительно применения роботических центров не оправдались, что связано, главным образом, с проблемами в обеспечении безопасности пациентов. И это важный вывод, на наш взгляд.

По мнению М.П.Кирпичникова, развитию роботохирургии мешают не только психологические барьеры, но и недостаточный кадровый потенциал даже передовых клиник. Д.Ю.Пушкарь сообщал, что начата работа над прототипом нового робота, который будет обладать повышенной чувствительностью: он позволит оценивать точность действий хирурга на уровне плюс-минус 7°, и если почувствует, что врач не достиг нужной точки, будет способен скорректировать его действия.

Ученым удалось создать микроруку вместо инструмента: пальцы, которые могут держать иголку; вторые пальцы, в которые внедрён лазер; третьи пальцы, которые способны сжиматься в кулак и, если необходимо, отодвигать тот или иной орган. Однако, воплотить в жизнь такую машину до сих пор не удается по разным причинам, то ли они слишком громоздки, то ли слишком непредсказуемы в работе, то ли слишком дороги. В романе «Фиаско» есть эпизод, когда Каракулов организовал коллективный просмотр записи робототехнической операции по пластике пищевода. После просмотра Каракулов задал всем вопрос на засыпку: как вы думаете, кто или что выполнил пластику пищевода? Все загудели и почти в один голос заявили, что оперировал робот-хирург «Da Vinci».

– «Нет! Это видеозапись операции по внутригрудной пластике пищевода тонкокишечным сегментом, выполненный универсальным, полностью автономным хирургическим модулем «USM-1», – раскрыл карту Каракулов.

Многие были ошарашены такому заключению:

– «Как? Без участия человека? Где это случилось? Кто автор установки?». Теперь уже не смолкали восторженные и удивленные возгласы хирургов.

В тот час многие хирурги, наверняка, открыли для себя нечто новое, пугающее, вносящее в душу сумятицу.

– «Как же так, операция выполняет автомат, без всякого участия и контроля хирурга? Неужели хирургу, то есть нам всем хирургам, грозит деперсонализация? Неужели техника возобладает над нами и мы в лучшем случае будем приставками к таким модулям?».

Академик А. М. Сергеев считает, как только манипулятор, работающий в организме, оснащается какими-то дополнительными датчиками, он сразу превращается в интеллектуальную систему. Главными путями развития самостоятельного робота-хирурга являются улучшение визуальности в условиях миниатюризация соответствующих аппаратов, а также интеллектуализация за счет подключения искусственного интеллекта.

В лаборатории компьютерных систем МГУ им. М.В.Ломоносова создан автоматизированный универсальный роботический хирургический комплекс, который позволяет имитировать движения хирурга с точностью до 100 микрон.

В мире создаются уже роботические операционные, в которые загружаются программные модули. В них с помощью программ совмещения компьютерных, магнитно-резонансных и 3D-изображений стало возможным пространственно представлять те или иные структуры и практически безошибочно к ним подбираться. Создается ручной универсальный роботический хирургический комплекс, который позволит улучшить точность введения необходимого рабочего инструмента до 40 микрон и меньше.

По мнению И.В.Решетова, в условиях роботизации лазерная хирургия обретает совершенно иной смысл, если она снаряжается искусственным интеллектом, так как появляется возможным полностью передавать выполнение лечебных функций машине, а хирургу остаётся роль наблюдателя за качеством выполнения работы. Он считает, что необходимо выстроить буферную зону между рукой, а в идеале – между мозгом человека и функционалом робота. Между тем, еще несколько десятков лет тому назад академик Б.В.Петровский на своей лекции говорил:

– «Что ни говори, человеческая рука – величайшее создание природы, даже если это самая неотесанная грубая рука. Что же можно тогда сказать о руке музыканта, фокусника, ремесленника или хирурга – это же просто чудо мироздания! И для того, чтобы появилось такое чудо, нужны не только врожденные качества человека, ему необходимо постоянно и упорно свою руку учить и тренировать. Оказалось, что движение, выполняемое лишь одним пальцем, человек может осуществить разными путями. Для этого можно даже повернуть туловище или двигать плечом, предплечьем, кистью, но чтобы движение было экономным и красивым, нужно подвигать только пальцами.

Точно так же следует приучиться там, где необходимое действие может быть осуществлено движением кисти, работать только кистью, а не предплечьем или даже плечом. Действительно, если присмотреться, как красиво и экономично работают руки у хорошего хирурга, он не размахивает руками, у него в движении только пальцы и кисти – ловкость и плавность движения».

А.В.Голанов считает, что будущее роботохирургии за привлечением разнообразных информационных технологий, а потому необходимо развивать медицинскую информатику, готовить кадры, в первую очередь медицинских физиков. Опрос хирургов из разных стран, использующих роботизированные системы, по словам С.А.Шептунова, свидетельствует, что претензии практикующих врачей к медицинским роботам одинаковые: это избыточный вес, ограниченная точность, отсутствие обратной связи. Принципиальный подход, который лежит в основе исследований этого коллектива, состоит в сравнении свойств робота и свойств хирурга по критериям, которые определяют качество операции.

В романе «Фиаско» есть такая художественная картина:

– «…Последние хирурги заканчивали свою работу и, усталые, отходили от стола, чтобы вымыть руки и больше уже не подходить к операционному столу. Этого теперь не даст и не позволят те самые роботы-хирурги в виде технических агрегатов. Они сами находят свой объект, то ест на пациентов, набрасываются на них, причем, прежде человек-хирургов, которые всегда проявляли себя насквозь субъективными, менее опытными, менее искусными, менее ловкими, менее точными, чем они, конкурентно набросятся на них. Неужели эту войну между человеком-хирургом и роботом-хирургом заложил я? – мучился сомнениями Мэй.

В другом эпизоде «…Разрез, вскрытие, рассечение… – все это теперь задача автономного модуля. Теперь он работает уверенно, спокойно, так как его конкурент – человек-хирург отстранен от скальпеля. От пациента отстранен и анестезиолог-реаниматолог. Его место занял тот же самый модуль. Операцию он сделал, все удачно. Больной жив, пока спит, пульс, дыхание и все другие показатели под надежным контролем автономного модуля».

Безусловно, эпоха НТ-ТП – это эпоха проблематизации философских проблем современной медицины и хирургии в том числе. Хирургия всегда имела особый статус, являясь не только авангардным, но и сложным, динамичным разделом медицины с поразительными достижениями. Тем не менее, следует заметить, что в до роботизированном периоде, хирургия как «адаптивно-адаптирующаяся система», следовательно, имеющая и приспособительную, и преобразовательную природу, будучи активной по характеру, всегда проявляла известную пассивность в своем познании и адаптации к новым реальностям мира.