brand brand
logo logo
Сообщество робототехников

«КардиоРобот» способен 45 минут делать непрямой массаж сердца – Вячеслав Харламов

КардиоРобот-способен-45-минут-делать-непрямой-массаж-сердца-Вячеслав-Харламов
Пятница, 9 Февраля 2018, в 12:55
интервью

«КардиоРобот» способен 45 минут в автономном режиме делать непрямой массаж сердца. «ОнкоРобот» с УЗИ-датчиком располагает в опухоли ионизированные микроисточники для лучевой терапии. Испытания уже идут, и появления такой техники в больницах можно ждать в ближайшие год-два. Об этом и многом другом «Робохантеру» рассказал Вячеслав Валентинович Харламов, начальник научно-исследовательского отделения лазерных, оптоэлектронных и мехатронных систем Института робототехники и технической кибернетики.

ГНЦ РФ «Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики» – один из крупнейших исследовательских центров России по разработке и созданию робототехнических комплексов космического, воздушного, наземного и морского базирования.

 

Интервьюер: Анна Ангелова (А.А.)

Респондент: Вячеслав Харламов (В.Х.)

 

А.А.: В чем специфика создания медицинских роботов по сравнению с робототехникой вообще?

В.Х.: Наш институт несколько десятилетий разрабатывал роботизированные комплексы для военной и космической отрасли. Медицинская робототехника стала для нас новым направлением. Первое из отличий, с которым мы столкнулись, – в гражданской сфере важна цена изделия. При конструировании и разработке изделий нам необходимо было перестроиться, смотреть в том числе на конечную себестоимость изделия.

Второй момент – поскольку эта техника будет использоваться в больницах – важность внешнего вида. Мы старались наработать компетенции по разработке дизайна, улучшению внешнего вида нашего оборудования.

Еще одна особенность – это рыночная востребованность. Когда мы работаем с конечным заказчиком в лице Министерства обороны или Роскосмоса, нам спускают конкретное ТЗ и мы в соответствии с ним проводим разработку. На гражданском рынке все иначе. Мы проводим инициативную работу с врачами, консультантами, маркетологами, определяем перспективную нишу рынка, оцениваем, насколько эта ниша совпадает по финансовой емкости с нашими пожеланиями, анализируем конкурентов и свои конкурентные преимущества. Только после этого формулируем себе ТЗ на разработку. И все равно остается риск, что где-то можем ошибиться и разработанная нами техника может оказаться не так востребована, как казалось. Эта особенность гражданского рынка для нас как НИИ тоже была новым элементом. Нам потребовалось несколько лет, чтобы правильно формулировать для себя задачи.

Последний аспект – сертификация. Все изделия, которые разрабатываются для медицины, должны сертифицироваться, проходить технические и клинические испытания. Это тоже новый элемент для нас, который мы успешно отработали.


А.А.: Вы упомянули про использование такой техники в больницах. Но в статье в соавторстве с К. Ю. Сенчиком вы пишете, прежде всего, о применении ее в экстремальных ситуациях. Это не мыслится как основное направление?

В.Х.: Когда мы пытались найти направление, в котором сможем наиболее успешно конкурировать с другими производителями, то определили его для себя как медицину экстренных состояний. Другими словами, это техника не для стационаров, а для машин скорой помощи, служб МЧС и вооруженных сил. Когда мы стали уже более детально прорабатывать эти направления, оказалось, что направлению, связанному с вооруженными силами, на сегодняшний момент уделяется не очень много внимания со стороны государства. Финансирование идет по остаточному принципу. Пока в этом направлении у нас реализуется только один проект по разработке перспективных автоматизированных систем для эвакуации раненых. Мы проводим исследования и пытаемся определить черты таких комплексов.

В приоритете использование МЧС и службами скорой помощи. Мы выбрали здесь три направления работы. Первое – техника для реанимобилей. Здесь у нас две разработки. Первая, которую мы называем «КардиоРобот», – это автоматизированное устройство для непрямого массажа сердца. Оно позволяет при сердечно-легочной реанимации заместить врача-реаниматолога на этапе проведения массажа сердца. На пациента надевается это устройство, и оно до 45 минут в автономном режиме эффективно проводит непрямой массаж сердца. Состояние пациента контролируется встроенными сенсорами. Это освобождает врача для проведения других мероприятий. Самую трудозатратную часть мы отдаем маленькому роботу.

 

КардиоРобот-способен-45-минут-делать-непрямой-массаж-сердца-Вячеслав-Харламов1

«КардиоРобот» – автоматизированное устройство для непрямого массажа сердца

 

Второе устройство для реанимобилей – перфузионный насос для искусственного кровообращения при остановке сердца. Для стационаров уже создано много таких разработок, поэтому мы создали портативное устройство. Перфузионный комплекс осуществляет экстракорпоральную мембранную оксигинацию. Это возможность замещения при остановке сердца его функций: осуществление искусственного кровообращения и насыщение крови кислородом.

Второе направление, которым мы стали заниматься с подсказки наших врачей, – оборудование для трансплантологии. Наши портативные комплексы предназначены для поддержания жизнеспособности донорских органов на этапах от забора органа у донора до имплантации реципиенту. Нам удалось разработать технологию реанимирования органов, которые сейчас считаются непригодными для пересадки. Комплекс полностью моделирует искусственную жизнь в органе: идет его кровоснабжение, насыщение кислородом, фильтрация, подогрев – до 24 часов мы можем держать орган в живом состоянии. Сейчас мы сделали комплекс для печени, в планах проект для сердца и легких.

Если же говорить о медицинской робототехнике в полном смысле слова, то мы разработали экспериментальный образец хирургического робота для проведения брахитерапии. Это контактная лучевая терапия онкологических заболеваний. В опухоль помещаются ионизированные микроисточники, и за счет радиации происходит уничтожение злокачественных клеток. При этой процедуре очень важно максимально точно расположить микроисточники. Вначале делается математический расчет: определяется, где они должны находиться. Нельзя переоблучить жизненно важные органы, которые могут находиться вокруг, но нужно, чтобы сама опухоль приняла убойную дозу радиации. Наш роботизированный комплекс под контролем и управлением УЗИ-датчика располагает по заранее заданному плану эти микроисточники и проводит контроль точности их расположения. При необходимости может вносить корректировки.

Этого робота мы передали на испытания врачам. Сейчас идет отработка его интерфейса: важно обеспечить максимальное удобство врача и преемственность тому, как он делал процедуру вручную. Использование обычных джойстиков – абсолютно неправильный путь. Мы отрабатываем различные элементы интерфейса «врач – робот», которые приблизят процесс управления роботом к естественным манипуляциям врача. Испытания идут уже несколько месяцев. Этот проект получил название «ОнкоРобот».

 

КардиоРобот-способен-45-минут-делать-непрямой-массаж-сердца-Вячеслав-Харламов3

Перфузионный насос для искусственного кровообращения

 

А.А.: Как проходит тестирование медицинских роботов? Что предшествует испытаниям на реальных пациентах?

В.Х.: Это достаточно долгий путь. На первом этапе, который мы проводим у себя, проходят технические испытания. Мы определяем соответствие разработанного робота техническим характеристикам, отрабатываем и проверяем безопасность работы с роботом в части алгоритмов управления и ПО. Этап заканчивается протоколами о предварительных технических испытаниях.

После этого аппарат передается в специализированный сертификационный испытательный центр – их несколько в России, аккредитованных Росздравнадзором. В этом центре проверяется безопасность использования устройства в клинике: электромагнитная совместимость, электробезопасность, безопасность на пробой.

Третий этап – доклинические испытания. Проводится отработка и проведение будущих операций на животных. Чаще всего используются свиньи. На этом этапе уже подключаются врачи. Мы подтверждаем, что при работе с биологическими тканями робот ведет себя так, как мы рассчитывали.

После этого настает этап клинических испытаний. Разрешение на клинические испытания выдает Росздравнадзор после проверки результатов всех предыдущих испытаний. Утверждается план клинических испытаний, этический комитет дает разрешение на проведение испытаний в клинике.

Естественно, есть еще важный этап обучения врачей работе с роботом. Сейчас есть два режима управления роботом: ручное (когда каждое движение робот копирует за хирургом) и с полуавтоматическим управлением (когда какие-то элементы операции робот под контролем врача-оператора делает по заранее заданной программе). Работа с таким сложным оборудованием требует обучения, чем мы сейчас и занимаемся. Пока что врачи ведут отработку на силиконовых моделях тканей, которые по плотности похожи на биологические.


А.А.: В состав команды, разрабатывающей роботов, входят врачи? На каких этапах они привлекаются?

В.Х.: Да, врачи входят обязательно. У нас в коллективе есть два доктора медицинских наук, которые постоянно с нами работают и проводят ежедневные консультации разработчиков, когда возникают вопросы по медицине.

Когда мы начинаем проект, ориентированный на узких специалистов (онкологи, трансплантологи, реаниматологи), мы еще до начала работы стараемся установить с ними контакт, включить их в проект в качестве консультантов. Сейчас у нас по каждому направлению есть узкие специалисты, имеющие опыт в этой области и интерес к новой технике.

На первом этапе они участвуют в качестве консультантов и постановщиков задач от медицины. Впоследствии эти же врачи и клиники мы привлекаем для первых испытаний и всех доклинических и клинических испытаний. Группа врачей, которая вошла в команду разработчиков, эту разработку сопровождает и в ней активно участвует. В дальнейшем эта же группа очень помогает при последующем этапе вывода на рынок. Тут очень важно мнение авторитетных врачей, лидеров мнений, которые готовы рассказать о технике, продемонстрировать ее преимущества. Мировой опыт показывает, что участие врачей на этом этапе тоже играет огромную роль.

 

Автоматизированный комплекс компрессии грудной клетки и конечностей – «КардиоРобот»2

«ОнкоРобот» – роботизированный комплекс для брахитерапии

 

А.А.: То есть вы уже достигли этапа выхода на рынок?

В.Х.: У нас был такой опыт с одним из устройств. Оно не связано напрямую с робототехникой. Мы разработали лазер для хирургии, и с ним удалось пройти весь путь от разработки до вывода на рынок. Сейчас он даже экспортируется в несколько стран.


А.А.: На сайте института в разделе с медицинской робототехникой размещены не изображения, а 3D-модели. Все ли описанные устройства собраны и протестированы?

В.Х.: Все, что есть в 3D-моделях, уже есть вживую. Все разработки пока являются либо макетами, либо опытными образцами. Все макеты прошли стадию проверки испытаний. Опытные образцы (например, «КардиоРобот») сейчас заканчивают стадию технических приемочных испытаний. Дальше мы планируем проводить клинические испытания.


А.А.: Чем отличается макет от опытного образца?

В.Х.: Макет создается, когда работа находится в начальной стадии и необходимо проверить определенные технические решение – будет оно работать или нет. Макет – это первый прототип будущего изделия. Он может не совпадать по внешнему виду и габаритам с будущим изделием. Макет является одним из результатов исследовательской работы – он подтверждает теорию, что нужно делать так и изделие будет работать. После того как с макетом проведены эксперименты, формируется ТЗ на опытно-конструкторскую работу. Следует большой этап разработки документации, по результатам которого создается опытный образец. Опытный образец – это практически уже серийный образец. В случае успешных испытаний по этой же документации производятся серийные изделия.

 

КардиоРобот-способен-45-минут-делать-непрямой-массаж-сердца-Вячеслав-Харламов7

Перфузионный комплекс средств восстановления и поддержания жизнеспособности донорских органов для трансплантации

 

А.А.: Кто финансирует медицинские разработки, пока нет конкретных заказчиков?

В.Х.: Основное финансирование идет от Министерства образования и науки, которое финансирует научно-исследовательские работы и часть опытно-конструкторских работ. Второй источник финансирования – Министерство промышленности и торговли. Все финансирование мы получаем на конкурсной основе. Мы пишем заявку, объясняем, кому будет нужна наша разработка, привлекаем предприятия, которые в дальнейшем будут проводить производство этой техники. При выигрывании конкурса и получении финансирования мы эту работу проводим.

Сейчас появляются первые проекты, в которых финансирование поступает непосредственно от предприятий реального сектора экономики: заводов, военных предприятий. Им поставлена задача провести конверсию своей производственной продукции, и они заинтересованы в разработке новой техники, которую потом смогут поставить себе на производство.


А.А.: Когда примерно можно ожидать появления в больницах разработанных вами комплексов и как будет проходить процесс их сертификации?

В.Х.: Процесс сертификации достаточно сложен. В среднем он занимает порядка полутора лет. Для первого из роботизированных изделий, «КардиоРобота», мы планируем закончить сертификацию в начале 2019 года. В середине 2019 года он должен появиться в клиниках и автомобилях скорой помощи. Он вызывает большой интерес со стороны врачей, они это изделие ждут и даже с определенной периодичностью звонят и интересуются, когда его можно будет начать закупать.

Что касается «ОнкоРобота», то первые изделия можно ожидать только в 2020 году, так как эта техника кроме сертификации требует еще достаточно серьезного обучения, адаптации под конкретные операции.


А.А.: Сколько будет стоить «КардиоРобот»?

В.Х.: Мы установили себе планку продажной стоимости устройства не более 400 тыс. рублей. Это, конечно, стоимость немаленькая, но это минимальное, во что нам удалось уложиться. Аналог устройства, который сейчас есть на рынке, стоит около 1,5 млн рублей.


А.А.: Сколько прослужит такое устройство? Каков минимальный срок эксплуатации?

В.Х.: Минимальный срок эксплуатации таких изделий – порядка 5 лет. Нужно понимать, что они используются не очень часто. Как показывает опыт эксплуатации зарубежного аналога, в реальной практике он применяется не каждый день, даже в реанимационном автомобиле. Поэтому ресурс изделия очень высок. 5 лет – это срок, когда произойдет моральное устаревание устройства, но технически оно будет работать.

Похожая история с дефибриллятором. Его используют не каждый день. Есть автоматические дефибрилляторы, которые располагаются где-то на улице. Он может быть использован всего раз за 5 лет, но спасет жизнь человеку, и поэтому его закупка считается оправданной.

рейтинг

207

просмотров

0

комментариев

порекомендовать друзьям

комментарии

Нет комментариев

Гость

Дорогие друзья! Помните, что администрация сайта будет удалять:

  • Комментарии с грубой и ненормативной лексикой
  • Прямые или косвенные оскорбления героя поста или читателей
  • Короткие оценочные комментарии ("ужасно", "класс", "отстой")
  • Комментарии, разжигающие национальную и социальную рознь
brand brand