Doctor Robot - începutul roboticii medicale
Nu trebuie să fie robotul specialist care controlează brațul lui Luke Skywalker pe care l-am văzut în Star Wars (1). Este suficient ca mașina să țină companie și poate să distreze copiii bolnavi în spital (2) - ca în proiectul ALIZ-E finanțat de Uniunea Europeană.
Ca parte a acestui proiect, XNUMX Robotii Naocare au fost internați cu copii cu diabet. Sunt programate pentru funcții pur sociale, dotate cu abilități de vorbire și recunoaștere facială, precum și diverse sarcini didactice legate de informații despre diabet, evoluția acestuia, simptomele și metodele de tratament.
A empatiza ca colegi de suferință este o idee grozavă, dar de pretutindeni vin rapoarte că roboții se ocupă cu seriozitate de muncă medicală reală. Printre acestea, de exemplu, Veebot, creat de un startup din California. Sarcina lui este să ia sânge pentru analiză (3).
Aparatul este echipat cu un sistem de „viziune” în infraroșu și țintând camera către vena corespunzătoare. Odată ce îl găsește, îl examinează în continuare cu o ecografie pentru a vedea dacă se potrivește în cavitatea acului. Dacă totul este în ordine, înfige un ac și ia sânge.
Întreaga procedură durează aproximativ un minut. Precizia de selecție a vaselor de sânge a lui Veebot este de 83%. Mic? O asistentă care face acest lucru manual are un rezultat similar. În plus, se așteaptă ca Veebot să depășească 90% până la momentul studiilor clinice.
1. Robot Doctor din Star Wars
2. Un robot care însoțește copiii în spital
Au trebuit să lucreze în spațiu.
idee de construcție roboți chirurgicali etc. În anii 80 și 90, NASA a construit săli de operații inteligente care urmau să fie folosite ca echipamente pentru nave spațiale și baze orbitale care participau la programe de explorare spațială.
3. Veebot - un robot pentru colectarea și analiza sângelui
Deși programele s-au închis, cercetătorii de la Intuitive Surgical au continuat să lucreze la chirurgia robotică, companiile private finanțându-și eforturile. Rezultatul a fost da Vinci, introdus pentru prima dată în California la sfârșitul anilor 90.
Dar mai întâi este primul din lume robot chirurgical aprobat și aprobat pentru utilizare în 1994 de către US Food and Drug Administration a fost sistemul robotizat AESOP.
Sarcina lui era să țină și să stabilizeze camerele în timpul operațiilor minim invazive. Urmează ZEUS, un robot orientabil, cu trei brațe, folosit în chirurgia laparoscopică (4), foarte asemănător cu robotul da Vinci care avea să apară mai târziu.
În septembrie 2001, în timp ce se afla în New York, Jacques Maresco a extirpat vezica biliară unui pacient de 68 de ani la o clinică din Strasbourg folosind sistemul chirurgical robotizat ZEUS.
Probabil cel mai important avantaj al lui ZEUS, ca toți ceilalți robot chirurgical, a fost eliminarea completă a efectului tremurului mâinilor, de care suferă chiar și cei mai experimentați și cei mai buni chirurgi din lume.
4. Robot și stație de control ZEUS
Robotul este precis datorită utilizării unui filtru adecvat care elimină vibrațiile la o frecvență de aproximativ 6 Hz, care sunt tipice pentru o strângere de mână umană. Menționatul da Vinci (5) a devenit celebru la începutul anului 1998, când o echipă franceză a efectuat prima operație de bypass coronarian unic din lume.
Câteva luni mai târziu, intervenția chirurgicală a valvei mitrale a fost efectuată cu succes, adică. intervenție chirurgicală în interiorul inimii. Pentru medicină la acea vreme, acesta a fost un eveniment comparabil cu aterizarea sondei Pathfinder pe suprafața lui Marte în 1997.
Cele patru brațe ale lui Da Vinci, care se termină în instrumente, pătrund în corpul pacientului prin mici incizii în piele. Aparatul este controlat de un chirurg așezat la consolă, echipat cu un sistem de viziune tehnică, datorită căruia vede site-ul operat în trei dimensiuni, la rezoluție HD, în culori naturale și cu o mărire de 10x.
Această tehnică avansată permite îndepărtarea completă a țesutului bolnav, în special a celor afectate de celulele canceroase, precum și inspectarea locurilor greu accesibile, cum ar fi pelvisul sau baza craniului.
Alți medici pot observa operațiile lui da Vinci chiar și în locuri aflate la mii de mile distanță. Acest lucru permite efectuarea unor proceduri chirurgicale complexe folosind cunoștințele celor mai reputați specialiști, fără a le aduce în sala de operație.
Tipuri de roboți medicali Roboți chirurgicali - cea mai importantă caracteristică a acestora este precizia sporită și riscul redus de eroare asociat. Lucrări de reabilitare - facilitează și sprijină viața persoanelor cu deficiențe funcționale permanente sau temporare (în perioada de recuperare), precum și a persoanelor cu dizabilități și a persoanelor în vârstă.
Cel mai mare grup este utilizat pentru: diagnostic și reabilitare (de obicei sub supravegherea unui terapeut și independent de pacient, în principal în telereabilitare), schimbarea pozițiilor și exercițiilor în pat (paturi robotizate), îmbunătățirea mobilității (scaune cu rotile robotizate pentru persoanele cu dizabilități și exoschelete) îngrijire (roboți), asistență academică și de lucru (spații de lucru cu robot sau camere robotizate) și terapie pentru anumite tulburări cognitive (roboți terapeutici pentru copii și vârstnici).
Bioroboții sunt un grup de roboți proiectați pentru a imita oamenii și animalele pe care îi folosim în scopuri cognitive. Un exemplu este un robot educațional japonez folosit de viitorii medici pentru a se antrena în chirurgie. Roboți care înlocuiesc un asistent în timpul unei operații - principala lor aplicație se referă la capacitatea chirurgului de a controla poziția camerei robotizate, ceea ce oferă o bună „vedere” a locurilor operate.
Există și un robot polonez
Poveste robotica medicala în Polonia a fost început în anul 2000 de oamenii de știință de la Fundația de dezvoltare a chirurgiei cardiace Zabrze, care dezvoltau un prototip al familiei de roboți RobinHeart (6). Au o structură segmentată care vă permite să alegeți echipamentul potrivit pentru diverse operațiuni.
Au fost create urmatoarele modele: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - cu o baza independenta si controlata de un calculator industrial; RobinHeart 2 - atașat la masa de operație, cu două console pe care puteți instala instrumente chirurgicale sau o cale de vizualizare cu o cameră endoscopică; RobinHeart mc2 și RobinHeart Vision sunt folosite pentru a controla endoscopul.
Inițiator, coordonator, creator de ipoteze, planificare operațiuni și multe soluții de proiect mecatronic. Robot chirurgical polonez Robinhart era medic. Zbigniew Nawrat. Împreună cu regretatul prof. Zbigniew Religa a fost nașul tuturor lucrărilor efectuate de specialiștii din Zabrze în consultare cu centrele academice și institutele de cercetare.
Grupul de designeri, electronici, IT și mecanici care au lucrat la RobinHeart au fost în consultare constantă cu echipa medicală pentru a determina ce remedieri trebuiau făcute la acesta.
„În ianuarie 2009, la Centrul de Medicină Experimentală al Universității de Medicină din Silezia din Katowice, la tratarea animalelor, robotul îndeplinea cu ușurință toate sarcinile care i-au fost atribuite. În prezent, se eliberează certificate pentru acesta.
6. Robot medical polonez RobinHeart
Când vom găsi sponsori, va intra în producție de serie”, a spus Zbigniew Nawrat de la Fundația pentru Dezvoltarea Chirurgiei Cardiace din Zabrze. Designul polonez are multe în comun cu americanul da Vinci - vă permite să creați o imagine 3D la calitate HD, elimină tremurul mâinilor, iar instrumentele pătrund telescopic în pacient.
RobinHeart nu este controlat de joystick-uri speciale, precum lui da Vinci, ci de butoane. Lustruire cu o mână chirurg robot capabil să mânuiască până la două unelte, care, în plus, pot fi îndepărtate în orice moment, de exemplu, pentru a le folosi manual.
Din păcate, viitorul primului robot chirurgical polonez rămâne foarte incert. Până acum, există un singur mc2 care nu a operat încă un pacient viu. Cauză? Nu sunt destui investitori.
Dr. Navrat îi caută de mulți ani, dar este nevoie de aproximativ 40 de milioane de PLN pentru a introduce roboții RobinHeart în spitalele poloneze. În decembrie anul trecut, a fost dezvăluit un prototip al unui robot ușor și portabil de urmărire video pentru o gamă largă de aplicații clinice: RobinHeart PortVisionAble.
Construcția sa a fost finanțată de Centrul Național de Cercetare-Dezvoltare, fonduri de la Fondul pentru Dezvoltarea Chirurgiei Cardiace și numeroși sponsori. Anul acesta este planificată lansarea a trei modele de dispozitiv. Dacă Comitetul de etică este de acord să le folosească într-un experiment clinic, acestea vor fi testate într-un mediu spitalicesc.
Nu doar intervenția chirurgicală
La început, am menționat roboți care lucrează cu copiii în spital și colectează sânge. Medicina poate găsi mai multe utilizări „sociale” pentru aceste aparate.
Un exemplu este logoped robot Bandit, creat la Universitatea din California de Sud, este conceput pentru a sprijini terapia copiilor cu autism. Arată ca o jucărie care este concepută pentru a facilita contactul cu bolnavii.
7. Robotul Clara îmbrăcat ca asistentă
Există două camere în „ochi” săi, iar datorită senzorilor cu infraroșu instalați, robotul, care se deplasează pe două roți, este capabil să determine poziția copilului și să ia măsurile corespunzătoare.
În mod implicit, încearcă să se apropie mai întâi de micuțul pacient, dar când fuge, se oprește și îi face semn să se apropie.
De obicei, copiii se vor apropia de robot și vor forma o legătură cu acesta datorită capacității sale de a exprima emoțiile cu „expresii faciale”.
Acest lucru permite copiilor să se implice în joc, iar prezența robotului facilitează și interacțiunile sociale precum conversația. Camerele robotului permit și înregistrarea comportamentului copilului, susținând terapia oferită de medic.
Lucrări de reabilitare oferind acuratețe și repetabilitate, ele permit efectuarea exercițiilor la pacienți cu o mai mică implicare a terapeuților, ceea ce poate reduce costurile și poate crește numărul de persoane care urmează tratament (exoscheletul susținut este considerat una dintre cele mai avansate forme de robot de reabilitare).
În plus, precizia, de neatins pentru o persoană, face posibilă reducerea timpului de reabilitare datorită eficienței mai mari. utilizare roboți de reabilitare totuși, este necesară supravegherea de către terapeuți pentru a asigura siguranța. Pacienții adesea nu observă prea multă durere în timpul efortului, crezând în mod eronat că, de exemplu, o doză mai mare de exercițiu duce la rezultate mai rapide.
Senzația excesivă de durere este probabil să fie observată rapid de către furnizorul de terapie tradițională, la fel ca și exercițiile care sunt prea ușoare. De asemenea, este necesar să se ofere posibilitatea unei întreruperi de urgență a reabilitării folosind un robot, de exemplu, dacă algoritmul de control eșuează.
Robot Clara (7), creat de USC Interaction Lab. asistenta robot. Se deplasează pe trasee predeterminate, detectând obstacole. Pacienții sunt recunoscuți prin scanarea codurilor plasate lângă paturi. Robotul afișează instrucțiuni pre-înregistrate pentru exercițiile de reabilitare.
Comunicarea în scop de diagnostic cu pacientul are loc prin răspunsurile „da” sau „nu”. Robotul este destinat persoanelor care urmează proceduri cardiace care trebuie să efectueze exerciții de spirometrie de până la 10 ori pe oră timp de câteva zile. A fost creat și în Polonia. robot de reabilitare.
A fost dezvoltat de Michal Mikulski, un angajat al Departamentului de Control și Robotică al Universității de Tehnologie din Silezia din Gliwice. Prototipul a fost un exoschelet – un dispozitiv purtat pe mâna pacientului, capabil să analizeze și să îmbunătățească funcția musculară. Cu toate acestea, ar putea servi doar un pacient și ar fi foarte scump.
Oamenii de știință au decis să creeze un robot staționar mai ieftin, care ar putea ajuta la reabilitarea oricărei părți a corpului. Cu toate acestea, cu tot entuziasmul pentru robotică, merită să ne amintim că utilizarea roboți în medicină este presărat nu numai cu trandafiri. În chirurgie, de exemplu, acest lucru este asociat cu costuri semnificative.
Procedura folosind sistemul da Vinci, situat în Polonia, costă aproximativ 15-30 de mii. PLN, iar după zece proceduri trebuie să cumpărați un nou set de instrumente. NHF nu rambursează costurile operațiunilor efectuate cu acest echipament în valoare de aproximativ 9 milioane PLN.
De asemenea, are dezavantajul de a crește timpul necesar procedurii, ceea ce înseamnă că pacientul trebuie să rămână mai mult timp sub anestezie și să fie conectat la circulația artificială (în cazul intervenției chirurgicale pe cord).
