Наш опыт создания хирургических робототехнических систем Саврасов Г.В. (1), Батанов А.Ф.(2), Башлай А.П.(1) (1)- МГТУ им. Н.Э. Баумана, ( 2)- СКТБ»Прикладная робототехника», Москва Наибольшее практическое применения нашли хирургические роботы, используемые для выполнения робото-ассистируемых операций в различных областях медицины. Применение робототехники при выполнении операций уменьшает зависимость результата оперативного вмешательства от человеческого фактора и способствует расширению технических возможностей при выполнении сложных операций. С использованием роботов заметно улучшаются эргономические показатели в работе хирурга, повышается точность и контролируемость воздействия. В случае минимально – инвазивной хирургии роботы увеличивают манипулятивность хирургического инструмента, позволяя увеличить доступный хирургу объем пространства внутри тела пациента . Важным преимуществом роботизированной хирургии является возможность конвертируемости традиционных операций в малоинвазивное вмешательство. Современным этапом развития малоинвазивной хирургии явилось внедрение в клиническую практику специализированных роботов, наиболее известным из которых является робот Da Vinci Во многих странах ведутся работы по созданию специализированной хирургической робототехники ( США, Германия, Япония, Южная Корея, Китай, Франция и др.) в том числе и в России. В МГТУ им. Н.Э. Баумана работы по созданию хирургических робототехнических систем начались с 1991 года. Первоначальной задачей было разработать робот – манипулятор для ультразвуковой хирургии магистральных артерий. Впоследствии задача расширилась и была поставлена как разработка многофункционального робота – манипулятора, который можно было бы применять в различных областях хирургии. Исторически первым был создан 5 – ти степенной манипулятор МРК02-20, макетный образец которого предназначался для выполнения хирургических операций. В ходе работ по исследованию условий работы хирурга и проведению ультразвуковой эндартерэктомии было установлено, что возможностей манипулятора МРК02-20 недостаточно для проведения этой операции. Необходим был манипулятор, имеющий не менее 6 степеней подвижности с большей зоной работы и способный перемещать инструмент с более высокой скоростью. К тому же командная система управления не дает возможности эффективно манипулировать инструментом. По результатам испытаний МРК02-20 и анализа работы хирурга были сформулированы требования и заданы характеристики манипулятора для выполнения операций по восстановлению просвета артерий. Был спроектирован и изготовлен макетный образец 6-ти степенного манипулятора МРК-423. Этот манипулятор является экспериментальной разработкой предназначенной для манипулирования хирургическим инструментом массой до 1кг со значительно большей зоной работы. Определенным ограничением манипулятора с шестью степенями подвижности при работе с телом пациента является то, что он допускает единственную конфигурацию звеньев для каждого заданного положения инструмента. Это не всегда удобно. На практике хирургу может быть необходимо, чтобы манипулятор мог изменять положение звеньев без изменения положения инструмента. Достичь этого можно введя в конструкцию манипулятора седьмую степень подвижности. Такая возможность появилась в манипуляторе МРАМ.100000.000 . В отличие от МРК423 МРАМ.100000.000 имеет семь степеней подвижности и может поворачивать сочленение плечо – предплечье («локоть») по команде оператора без изменения положения и ориентации инструмента. Другое отличие состоит в высоких передаточных отношениях первых четырех звеньев. Данная конструктивная особенность позволяет удерживать манипулятор в произвольном положении при выключенном питании, что важно для безопасности пациента. Манипуляторы МРК423 и МРАМ.100000.000 допускают установку на оконечное звено устройства очувствления, позволяющего оценивать силы, возникающие при взаимодействии хирургического инструмента с биотканью. Благодаря этому устройству становится возможным перемещать оконечное звено манипулятора вручную даже при высоких передаточных отношениях. При этом появляется возможность построения систем требующих точно дозированного по усилию воздействия на пациента. Для моделирования множества тестовых операций с целью оценки работоспособности робота-манипулятора, отработки применения манипулятора, а также для тренировки операторов робота были созданы специальный испытательный стенд, трехмерные модели биологических объектов и смоделированы варианты операционного поля на животных. Область применения МРАМ.100000.000 достаточно широка. На этапе испытаний была реализована на физических и биологических моделях возможность выполнения следующих хирургических операций: лапароскопия, радиочастотная абляция опухолей, лазерная обработка раневых поверхностей, стернотомия. Список хирургических операций может быть расширен путем применения других хирургических инструментов Наиболее перспективными областями применения созданных робототехнических систем представляются онкохирургия, нейрохирургия, урологическая, сердечно-сосудистая, колоректальная и вертебральная хирургия.