http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=40dd1d44-8a29-4e2c-94e7-920af5556100&print=1© 2024 Российская академия наук
Поясним: хирургия - наука молодая, хотя ампутации врачи делали с незапамятных времен, но этим их возможности и ограничивались. Для полостных операций не было ни подходящего инструментария, ни антисептиков, вошедших в медицинскую практику лишь в 1846 году. А эндоскопические операции, освоенные не более 20-30 лет назад, позволяют обходиться без больших разрезов. Например, для удаления желчного пузыря в теле пациента достаточно сделать всего несколько проколов диаметром около двух сантиметров и сквозь них ввести эндоскоп и хирургический инструмент. Этот прогрессивный метод применяется даже в гинекологии: он менее травматичен, чем традиционный, и практически не дает инфекционных осложнений.
Но какая бы ни была операция: со скальпелем или с эндоскопом, врач старается прощупать больной орган: определить, например, величину и состояние опухоли. Беда только, что подобраться к ней не всегда просто, особенно если она находится в кишечнике, лимфатических узлах за брюшиной или в легком. Хирурги всегда нуждались в инструменте, который помог бы им собрать достоверную тактильную информацию. Но каким он должен быть?
- Шесть лет назад родилась идея создать прибор, позволяющий ощупывать ткань во время эндоскопической операции, чтобы он вместо хирурга проводил тактильную диагностику, - рассказывает один из авторов уникального инструмента, доктор медицинских наук, профессор Михаил Соколов, руководитель лаборатории механорецепторной диагностики Института человека МГУ, заведующий кафедрой Управления в сфере здравоохранения этого университета. - Нашего ректора, вице-президента РАН Виктора Антоновича Садовничего увлекла эта идея, он расценил ее как фундаментальную и междисциплинарную. Благодаря его поддержке удалось создать команду высококлассных специалистов: медиков, математиков, электронщиков, инженеров-конструкторов... Мы выиграли междисциплинарный грант МГУ и грант Фонда Бортника, затем победили в конкурсе Роснауки по проекту одной из ФЦП, что позволило привлечь и серьезные внебюджетные средства. Нам нужно было предоставить хирургам тактильные данные об органах и тканях в цифровом виде и передать их непосредственно хирургу. Для этого требовалось создать электронный прибор, применив дискретный принцип работы датчиков.
В мировой практике нет систем, в которых датчики давления функционировали бы синхронно (как правило, они действуют дискретно). Но воспользоваться стандартными устройствами мы не могли, они слишком велики. Так что сложнейшую электронную аппаратуру - кремниевую пластину с 19 датчиками - сделал для нас один из лидеров отечественной микроэлектроники - технологический центр МИЭТ в Зеленограде, возглавляемый членом-корреспондентом РАН Александром Сауровым. Об уровне квалификации сотрудников фирмы говорит то, что в нашей стране они изготавливают 70% микроэлектронных устройств, работающих в космосе. Забегая вперед, скажу: практически каждый элемент нашего инструмента - ноу-хау. Мы уже имеем на него порядка 25 патентов. Трудную комплексную математическую задачу - разработку пакета компьютерных программ для нашего прибора - взял на себя Институт математических исследований сложных систем МГУ, возглавляемый ректором МГУ и созданный им вместе с нобелевским лауреатом Ильей Пригожиным. За подготовку промышленного производства взялись специалисты крупнейшего предприятия оборонного комплекса страны - ФГУП “Государственное научно-производственное предприятие “СПЛАВ” (генеральный директор - Герой России Николай Макаровец), а также специалисты завода ООО “ЯУЗА-моторс” (генеральный директор - профессор Виктор Анохин).
В итоге мы получили без преувеличения выдающиеся результаты. Раньше, обследуя больной орган, врач мог сделать такое заключение: “ткань каменистой плотности”. Исчерпывающая информация, не правда ли? Теперь же благодаря нашему аппарату в его распоряжении количественные характеристики состояния тканей и органов.
Как это происходит? В ходе эндоскопической операции, через прокол в теле больного (от одного до двух сантиметров в диаметре), хирург подводит нашу стерилизованную трубку к больному органу. Соприкасаясь с больной тканью, датчики начинают измерения и передают сведения электронному устройству. По радиоканалу (действует тот же принцип, что и при работе беспроводной компьютерной мышки) датчики посылают данные компьютеру, находящемуся в операционной, где огромный массив получаемой информации моментально обрабатывается и переводится в “цифру”. А информация путем управления 19 микродвигателями преобразуется в тактильные ощущения врача. Они близки к ощущениям, возникающим при непосредственном осязании. Датчики соединены с видеокамерой - таким образом, данные измерений синхронизируются с изображением. Видеозапись и полученную тактильную информацию можно воспроизвести повторно. Поэтому прибор (мы назвали его “тактильный транслятор”) фактически работает, как магнитофон, что важно при обучении студентов и аспирантов. На экране здоровая ткань окрашена одним цветом, а уплотненная или воспаленная имеет иные, четко выраженные оттенки. Профессионалу сразу видно, какой лимфоузел поражен, далеко ли зашел патологический процесс.
Прибор испытали на безопасность, и он получил соответствующий сертификат. Устройство, в частности, помещали в очень высокое энергетическое поле, где оно должно было выдержать сильнейший, как разряд молнии, удар. Росздравнадзор выдал нам разрешение на клинические испытания. Они проводились в Московском научно-исследовательском онкологическом институте им. П.А.Герцена, в клинических больницах №119 и №31, в Институте охраны материнства и детства...
Обращаться с устройством не сложно - достаточно нажать кнопки “включить”, “выключить”, все остальное оно делает само. А еще оно надежно: ни разу не подводило нас ни в операционных, ни на выставках. Мы продолжаем работать над нашим детищем. Математики, например, совершенствуют программное обеспечение, чтобы прибор давал не только численную информацию, но и заключение о характере патологического процесса, скажем, о форме воспаления червеобразного отростка. По просьбе хирургов думаем, как сделать трубку гибкой, чтобы устройством было удобнее манипулировать. О цене пока сказать не могу, но она на порядок ниже интероперационной ультразвуковой аппаратуры. Приборы стерилизуемы и в течение года могут храниться в клинике, готовые к употреблению. Питаются они от аккумуляторов, которые можно подзаряжать.
Решением Минздравсоцразвития электронный инструмент включен в нацпроект “Здоровье”. Это открывает перспективы для его широкого освоения, учитывая, что в стране порядка 5000 эндоскопических операционных.
Закончатся клинические испытания прибора через год, и сразу же начнется его промышленное производство. Здесь мы не ждем никаких осложнений. Фактически подготовка к освоению устройства идет уже давно на предприятиях наших соавторов из Зеленограда и Тулы. А история такая: лет шесть назад мы предложили новинку высокотехнологичному оборонному предприятию “Сплав” (Тула). Убедившись, что наша разработка не “догоняет” мировые достижения, не копирует, а значительно их опережает, оно решило участвовать в совместном проекте. Почти год “Сплав” работал с нами бесплатно, что позволило создать экспериментальный образец. Тульское предприятие, как и Центр микроэлектроники в Зеленограде, привлекла возможность производства востребованного в стране и за рубежом новейшего высокотехнологичного хирургического инструмента.
Редкий случай, когда у нас, разработчиков, практически нет проблем с финансированием. Этим мы обязаны Постановлению №218, на мой взгляд, чрезвычайно разумному и перспективному, позволяющему многие проблемы финансирования науки поставить с головы на ноги. Вместе со “Сплавом” мы выиграли грант на 300 миллионов рублей на три года. Эти средства тульские специалисты передают МГУ - головному в проекте и столько же сами вкладывают в организацию производства, 20% из них выделяя на НИР. Благодаря тесному содружеству с наукоемкими предприятиями Тулы и Зеленограда всего за несколько лет нам удалось освоить сложнейшую новинку. Убежден, наиболее перспективны те совместные проекты, в которых на равных участвуют ученые и производственники.
Мы постоянно ощущаем поддержку со стороны власти. Дело в том, что предприятия, вкладывая в общий проект свои средства, должны были еще заплатить налог на эту сумму в размере 20%. Благодаря помощи заместителя председателя Совета Федерации С.Орловой мы вышли с ходатайством изменить положение Налогового кодекса, и нам это удалось. Таким образом, реализация 218-го Постановления правительства от 9 апреля 2010 года стала значительно более эффективной.
Наш хирургический инструмент - единственный в своем роде. По самым скромным подсчетам он на пять лет обогнал разработки ближайших конкурентов - японцев и американцев. И это не бахвальство: мы часто встречаемся с коллегами и знаем положение вещей. Ни у кого в мире нет клинического опыта использования подобных приборов. В конце этого года планируем открыть в МГУ совместный инновационный центр с одним из японских университетов.
- Почему никто в мире не создал ничего подобного? - Соколов задумывается, прежде чем ответить, и, улыбнувшись, говорит: - Потому, что задача действительно трудная. Была бы простая - за нее обязательно взялись бы американцы. Трудная - китайцы. А если неразрешимая - россияне. Это и привлекает к нам молодежь, что особо радует. Треть нашего коллектива - студенты и аспиранты МГУ и других вузов. Треть - специалисты среднего возраста. Есть профессура, академики. А заинтересованы все, поскольку видят перспективу и ощущают социальную значимость работы. Студенты, участвующие в ней, выступают на конференциях, в том числе международных, демонстрируют разработки на выставках, проходивших, например, в Швейцарии и Японии. Участвуют в клинических испытаниях, вошли и в число авторов патентов.
Наша разработка совершенствуется: она используется для реанимации и поддержания жизнедеятельности больных и в создании комплекса для дистанционного наблюдения за состоянием плода беременных женщин. Совместно с компанией “МегаФон” и Российским национальным исследовательским медицинским университетом им. Н.И.Пирогова планируем разработать начиненный тактильными датчиками пояс-бандаж. Он будет следить за движением плода и передавать информацию лечащему врачу прямо в компьютер или на смартфон. Это значит, что беременную женщину не обязательно помещать в стационар, она может оставаться дома, находясь под постоянным наблюдением.