Doctor Robot - medicīniskās robotikas sākums
Tam nav jābūt specializētam robotam, kas kontrolē Lūka Skaivokera roku, ko mēs redzējām Zvaigžņu karos (1). Mašīnai tikai jāuztur kompānija un, iespējams, jāizklaidē slimie bērni slimnīcā (2) - kā tas bija ALIZ-E projektā, ko finansē Eiropas Savienība.
Šī projekta ietvaros XNUMX Nao robotikuri tika hospitalizēti ar bērniem ar cukura diabētu. Tie ir ieprogrammēti tīri sociālām funkcijām, aprīkoti ar runas un sejas atpazīšanas prasmēm, kā arī dažādiem didaktiskiem uzdevumiem, kas saistīti ar informāciju par diabētu, tā norisi, simptomiem un ārstēšanas metodēm.
Lieliska ideja ir būt līdzjūtīgam kā slimnīcas slimniekiem, taču visur tiek ziņots, ka roboti nopietni uztver reālu medicīnas darbu. Starp tiem, piemēram, Veebot, ko izveidojis Kalifornijas startup. Viņa uzdevums ir paņemt asinis analīzei (3).
Ierīce ir aprīkota ar infrasarkano "redzes" sistēmu un vērš kameru uz atbilstošo vēnu. Kad viņš to atrod, viņš to tālāk pārbauda, izmantojot ultraskaņu, pārbaudot, vai tas iekļaujas adatas dobumā. Ja viss ir kārtībā, viņš iedur adatu un ņem asinis.
Visa procedūra aizņem apmēram minūti. Veebot asinsvadu atlases precizitāte ir 83 procenti. Mazs? Medmāsai, kas to dara manuāli, ir līdzīgs rezultāts. Turklāt sagaidāms, ka līdz klīnisko pētījumu laikam Veebot pārsniegs 90%.
1. Robots doktors no Zvaigžņu kariem
2. Robots, kas pavada bērnus slimnīcā
Viņiem bija jāstrādā kosmosā.
Ēkas ideja ķirurģiskie roboti utt. NASA 80. un 90. gados tika uzbūvētas viedās operāciju zāles, lai tās izmantotu kā aprīkojumu kosmosa kuģiem un orbitālajām bāzēm, kas piedalās kosmosa izpētes programmās.
3. Veebot - robots asins savākšanai un analīzei
Lai gan programmas tika slēgtas, Intuitīvās ķirurģijas pētnieki turpināja strādāt pie robotu ķirurģijas, un privātie uzņēmumi finansēja viņu centienus. Rezultāts bija da Vinci, kas pirmo reizi tika ieviests 90. gadu beigās Kalifornijā.
Bet pirmais pasaulē ķirurģiskais robots ASV Pārtikas un zāļu pārvalde apstiprināja un atļāva lietošanai 1994. gadā, bija robotu sistēma AESOP.
Viņa uzdevums bija turēt un stabilizēt kameras minimāli invazīvu ķirurģisku procedūru laikā. Nākamais bija ZEUS, vadāms trīsroku robots, ko izmanto laparoskopiskajā ķirurģijā (4), kas ir ļoti līdzīgs da Vinci robotam, kas nāks vēlāk.
2001. gada septembrī, atrodoties Ņujorkā, Žaks Maresko, izmantojot ZEUS robotizēto ķirurģisko sistēmu, kādā Strasbūras klīnikā 68 gadus vecam pacientam izņēma žultspūsli.
Iespējams, vissvarīgākā ZEUS priekšrocība, tāpat kā visiem pārējiem ķirurģiskais robots, tika pilnībā novērsts roku trīcēšanas efekts, kas ietekmē pat vispieredzējušākos un labākos ķirurgus pasaulē.
4. ZEUS robots un vadības stacija
Robots ir precīzs, pateicoties atbilstoša filtra izmantošanai, kas novērš vibrācijas ar aptuveni 6 Hz frekvenci, kas raksturīga cilvēka rokasspiedienam. Jau pieminētais da Vinči (5) kļuva slavens 1998. gada sākumā, kad franču komanda veica pasaulē pirmo vienreizējo koronārās šuntēšanas operāciju.
Dažus mēnešus vēlāk veiksmīgi tika veikta mitrālā vārstuļa operācija, t.i. operācija sirds iekšienē. Tolaik medicīnai šis bija notikums, kas pielīdzināms zondes Pathfinder nolaišanās uz Marsa virsmas 1997. gadā.
Da Vinči četras rokas, kas beidzas ar instrumentiem, iekļūst pacienta ķermenī caur nelieliem iegriezumiem ādā. Ierīci vada pie pults sēdošs ķirurgs, kas aprīkots ar tehniskās redzes sistēmu, pateicoties kurai apskata operēto zonu trīs dimensijās, HD izšķirtspējā, dabiskās krāsās un ar 10x palielinājumu.
Šī uzlabotā tehnika ļauj pilnībā noņemt slimos audus, īpaši tos, kurus skārušas vēža šūnas, kā arī pārbaudīt grūti sasniedzamas vietas, piemēram, iegurni vai galvaskausa pamatni.
Citi ārsti var novērot da Vinči operācijas pat vairāku tūkstošu kilometru attālumā. Tas ļauj veikt sarežģītas ķirurģiskas procedūras, izmantojot cienījamāko speciālistu zināšanas, neienesot tās operāciju zālē.
Medicīnisko robotu veidi Ķirurģiskie roboti – to svarīgākā iezīme ir paaugstināta precizitāte un ar to saistītais samazināts kļūdu risks. Rehabilitācijas darbs – atvieglo un atbalsta cilvēku ar pastāvīgiem vai pārejošiem funkcionāliem traucējumiem (atveseļošanās periodā), kā arī invalīdu un vecāka gadagājuma cilvēku dzīvi.
Lielākā grupa tiek izmantota: diagnostikai un rehabilitācijai (parasti terapeita uzraudzībā, un pacientam patstāvīgi, galvenokārt telerehabilitācijā), pozu maiņai un vingrinājumiem gultā (robotu gultas), mobilitātes uzlabošanai (robotiski ratiņkrēsli invalīdiem un. eksoskeleti), aprūpe (roboti), palīdzība mācībās un darbā (robotu darba vietas vai robotu telpas) un noteiktu kognitīvo traucējumu terapija (terapeitiskie roboti bērniem un veciem cilvēkiem).
Bioroboti ir cilvēku un dzīvnieku atdarināšanai izstrādāta robotu grupa, ko izmantojam izziņas nolūkos. Kā piemēru var minēt japāņu izglītojošo robotu, uz kura topošie ārsti trenējas ķirurģijā. Roboti, kas operācijas laikā aizstāj asistentu - to galvenais pielietojums attiecas uz ķirurga spēju kontrolēt robotizētās kameras pozīciju, kas nodrošina labu “skatu” uz operētajām zonām.
Ir arī poļu robots
Stāsts medicīniskā robotika Polijā 2000. gadā aizsāka zinātnieki no Zabžes Sirds ķirurģijas attīstības fonda, izstrādājot RobinHeart robotu saimes prototipu (6). Tiem ir segmentēta struktūra, kas ļauj izvēlēties pareizo aprīkojumu dažādām darbībām.
Tika izveidoti šādi modeļi: RobinHeart 0, RobinHeart 1 – ar neatkarīgu bāzi un kontrolē industriālais dators; RobinHeart 2 – piestiprināms pie operāciju galda, ar diviem kronšteiniem, uz kuriem var uzstādīt ķirurģiskos instrumentus vai apskates celiņu ar endoskopisko kameru; Endoskopa kontrolei izmanto RobinHeart mc2 un RobinHeart Vision.
Projekta iniciators, koordinators, pieņēmumu, operāciju plānošanas un daudzu mehatronisko risinājumu radītājs. Polijas ķirurģiskais robots Robins Hārts bija ārsts. Zbigņevs Navrāts. Kopā ar nelaiķa prof. Zbigņevs Religa bija krusttēvs visam darbam, ko veica Zabžes speciālisti, konsultējoties ar akadēmiskajiem centriem un pētniecības institūtiem.
Dizaineru, elektronikas, IT un mehāniķu komanda, kas strādāja pie RobinHeart, pastāvīgi konsultējās ar medicīnas komandu, lai noteiktu, kādi labojumi tajā jāveic.
“2009. gada janvārī Silēzijas Medicīnas universitātes Eksperimentālās medicīnas centrā Katovicē, ārstējot dzīvniekus, robots viegli veica visus tam uzticētos uzdevumus. Šobrīd par to tiek izsniegti sertifikāti.
6. Polijas medicīnas robots RobinHeart
Kad mēs atradīsim sponsorus, tas nonāks sērijveida ražošanā,” sacīja Zbigņevs Novrats no Zabžes Sirds ķirurģijas attīstības fonda. Polijas dizainam ir daudz kopīga ar amerikāņu da Vinci – tas ļauj veidot 3D attēlu HD kvalitātē, novērš roku trīci, un instrumenti teleskopiski iekļūst pacienta iekšienē.
RobinHeart vada nevis ar īpašām kursorsvirām, piemēram, da Vinci, bet gan ar pogām. Viena roka poļu valoda ķirurgs robots var turēt līdz diviem instrumentiem, kurus turklāt var jebkurā laikā noņemt, piemēram, lai tos izmantotu manuāli.
Diemžēl pirmā poļu ķirurga robotikas nākotne joprojām ir ļoti neskaidra. Pagaidām ir tikai viens mc2, kurš vēl nav operējis dzīvu pacientu. Cēlonis? Investoru nepietiek.
Doktors Novrts tos meklējis daudzus gadus, taču RobinHeart robotu ieviešanai Polijas slimnīcās nepieciešami aptuveni 40 miljoni zlotu. Pagājušā gada decembrī tika prezentēts viegla, pārnēsājama video izsekošanas robota prototips plašam klīnisko lietojumu klāstam: RobinHeart PortVisionAble.
Tās būvniecību finansēja Nacionālais pētniecības un attīstības centrs, Sirds ķirurģijas attīstības fonds un daudzi sponsori. Šogad plānots izlaist trīs ierīces modeļus. Ja Ētikas komiteja piekrīt tos izmantot klīniskā eksperimentā, tie tiks pārbaudīti slimnīcas apstākļos.
Ne tikai operācija
Sākumā pieminējām robotus, kas strādā ar bērniem slimnīcā un savāc asinis. Medicīna šīm mašīnām var atrast vairāk “sociālu” lietojumu.
Piemērs ir robots logopēds Bandit, kas izveidota Dienvidkalifornijas Universitātē, ir izstrādāta, lai atbalstītu terapiju bērniem ar autismu. Tā izskatās kā rotaļlieta, kas paredzēta, lai atvieglotu kontaktu ar pacientiem.
7. Robote Klāra medmāsas kostīmā
Tā “acīs” ir divas kameras, un, pateicoties uzstādītajiem infrasarkanajiem sensoriem, robots, pārvietojoties uz diviem riteņiem, spēj noteikt bērna stāvokli un veikt atbilstošas darbības.
Pēc noklusējuma viņš mēģina vispirms pieiet klāt mazajam pacientam, bet, bēgot, apstājas un ar žestu parāda, lai viņš tuvojas.
Parasti bērni tuvosies robotam un izveidos ar to saikni, jo tas spēj izteikt emocijas ar sejas izteiksmēm.
Tas ļauj bērniem iesaistīties spēlēs, un robota klātbūtne atvieglo arī sociālo mijiedarbību, piemēram, sarunu. Robota kameras ļauj fiksēt arī bērna uzvedību, atbalstot ārsta sniegto terapiju.
Rehabilitācijas darbs Nodrošinot precizitāti un atkārtojamību, tie ļauj veikt vingrinājumus pacientiem ar mazāku terapeitu iesaisti, samazinot izmaksas un palielinot ārstējamo cilvēku skaitu (asistētais eksoskelets tiek uzskatīts par vienu no modernākajiem rehabilitācijas robota veidiem).
Turklāt cilvēkiem nesasniedzamā precizitāte ļauj samazināt rehabilitācijas laiku, pateicoties lielākai efektivitātei. lietojums rehabilitācijas roboti tomēr, lai nodrošinātu drošību, ir nepieciešama terapeitu uzraudzība. Pacienti bieži neziņo par pārāk lielām sāpēm slodzes laikā, kļūdaini uzskatot, ka, piemēram, lielāka slodzes deva nodrošina ātrākus rezultātus.
Tradicionālās terapijas sniedzējs, visticamāk, ātri pamanīs pārmērīgas sāpju sajūtas, tāpat kā pārāk vieglus vingrinājumus. Tāpat ir jānodrošina iespēja ārkārtas situācijā pārtraukt rehabilitāciju, izmantojot robotu, piemēram, ja vadības algoritms neizdodas.
Robots Klāra (7), izveidots USC Interaction Lab. robotu māsa. Tas pārvietojas pa iepriekš noteiktiem maršrutiem, atklājot šķēršļus. Pacienti tiek identificēti, skenējot kodus, kas novietoti blakus viņu gultām. Robots parāda iepriekš ierakstītas instrukcijas rehabilitācijas vingrinājumiem.
Saziņa ar pacientu diagnostikas nolūkos notiek ar atbildēm “jā” vai “nē”. Robots ir paredzēts cilvēkiem pēc sirds procedūrām, kuriem vairākas dienas nepieciešams veikt spirometriskos vingrinājumus līdz 10 reizēm stundā. Tas tika izveidots arī Polijā. robots, kas atvieglo rehabilitāciju.
To izstrādāja Mihals Mikulskis, Glivices Silēzijas Tehnoloģiju universitātes Kontroles un robotikas nodaļas loceklis. Prototips bija eksoskelets - ierīce, kas tika nēsāta uz pacienta rokas, kas spēj analizēt un uzlabot muskuļu darbību. Tomēr tas varētu apkalpot tikai vienu pacientu un būtu ļoti dārgs.
Zinātnieki nolēma izveidot lētāku stacionāru robotu, kas varētu palīdzēt jebkuras ķermeņa daļas rehabilitācijā. Tomēr ar visu entuziasmu par robotiku ir vērts atcerēties, ka izmantošana roboti medicīnā tas ir nokaisīts ne tikai ar rozēm. Piemēram, ķirurģijā tas ir saistīts ar ievērojamām izmaksām.
Procedūra, izmantojot da Vinci sistēmu, kas atrodas Polijā, maksā aptuveni 15-30 tūkst. PLN, un pēc desmit procedūrām jāiegādājas jauns instrumentu komplekts. NHF nekompensē ar šo iekārtu veikto operāciju izmaksas aptuveni 9 miljonu zlotu apmērā.
Tai ir arī trūkums, ka palielinās procedūrai nepieciešamais laiks, kas nozīmē, ka pacientam ilgāk jāpaliek anestēzijā un jābūt savienotam ar kardiopulmonālo apvedceļu (sirds operācijas gadījumā).
