Doctor Robot - η αρχή της ιατρικής ρομποτικής

Δεν χρειάζεται να είναι το ειδικό ρομπότ που ελέγχει το χέρι του Luke Skywalker που είδαμε στο Star Wars (1). Αρκεί το αυτοκίνητο να κάνει παρέα και ίσως να διασκεδάσει άρρωστα παιδιά στο νοσοκομείο (2) -όπως στο έργο ALIZ-E που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.

Ως μέρος αυτού του έργου, XNUMX Ρομπότ Naoπου νοσηλεύτηκαν με παιδιά με διαβήτη. Είναι προγραμματισμένα για καθαρά κοινωνικές λειτουργίες, εξοπλισμένα με δεξιότητες ομιλίας και αναγνώρισης προσώπου, καθώς και διάφορες διδακτικές εργασίες που σχετίζονται με πληροφορίες σχετικά με τον διαβήτη, την πορεία του, τα συμπτώματα και τις μεθόδους θεραπείας.

Η ενσυναίσθηση ως συμπαθών είναι μια εξαιρετική ιδέα, αλλά έρχονται αναφορές από παντού ότι τα ρομπότ αναλαμβάνουν σοβαρά πραγματική ιατρική εργασία. Ανάμεσά τους, για παράδειγμα, το Veebot, που δημιουργήθηκε από μια startup από την Καλιφόρνια. Το καθήκον του είναι να πάρει αίμα για ανάλυση (3).

Η συσκευή είναι εξοπλισμένη με σύστημα υπέρυθρης «όρασης» και στοχεύει την κάμερα στην αντίστοιχη φλέβα. Μόλις το βρει, το εξετάζει περαιτέρω με υπερηχογράφημα για να δει αν χωράει στην κοιλότητα της βελόνας. Αν όλα είναι εντάξει, βάζει μια βελόνα και παίρνει αίμα.

Η όλη διαδικασία διαρκεί περίπου ένα λεπτό. Η ακρίβεια επιλογής αιμοφόρων αγγείων του Veebot είναι 83 τοις εκατό. Μικρό? Μια νοσοκόμα που το κάνει με το χέρι έχει παρόμοιο αποτέλεσμα. Επιπλέον, το Veebot αναμένεται να ξεπεράσει το 90% μέχρι τις κλινικές δοκιμές.

1. Robot Doctor από το Star Wars

2. Ένα ρομπότ που συνοδεύει παιδιά στο νοσοκομείο

Έπρεπε να δουλέψουν στο διάστημα.

ιδέα οικοδόμησης χειρουργικά ρομπότ και τα λοιπά. Στις δεκαετίες του 80 και του 90, η NASA των ΗΠΑ κατασκεύασε ευφυείς χειρουργικές αίθουσες που επρόκειτο να χρησιμοποιηθούν ως εξοπλισμός για διαστημόπλοια και τροχιακές βάσεις που συμμετείχαν σε προγράμματα εξερεύνησης του διαστήματος.

3. Veebot - ένα ρομπότ για τη συλλογή και την ανάλυση αίματος

Αν και τα προγράμματα έκλεισαν, οι ερευνητές της Intuitive Surgical συνέχισαν να εργάζονται στη ρομποτική χειρουργική, με ιδιωτικές εταιρείες να χρηματοδοτούν τις προσπάθειές τους. Το αποτέλεσμα ήταν ο ντα Βίντσι, που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στην Καλιφόρνια στα τέλη της δεκαετίας του '90.

Αλλά πρώτα το πρώτο στον κόσμο χειρουργικό ρομπότ εγκρίθηκε και εγκρίθηκε για χρήση το 1994 από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων των ΗΠΑ ήταν το ρομποτικό σύστημα AESOP.

Η δουλειά του ήταν να κρατά και να σταθεροποιεί τις κάμερες κατά τη διάρκεια ελάχιστα επεμβατικών χειρουργικών επεμβάσεων. Επόμενο ήταν το ZEUS, ένα ρομπότ με τρία χέρια, με δυνατότητα διεύθυνσης που χρησιμοποιείται στη λαπαροσκοπική χειρουργική (4), πολύ παρόμοιο με το ρομπότ da Vinci που θα ερχόταν αργότερα.

Τον Σεπτέμβριο του 2001, ενώ βρισκόταν στη Νέα Υόρκη, ο Jacques Maresco αφαίρεσε τη χοληδόχο κύστη ενός 68χρονου ασθενή σε κλινική του Στρασβούργου χρησιμοποιώντας το ρομποτικό χειρουργικό σύστημα ZEUS.

Ίσως το πιο σημαντικό πλεονέκτημα του ZEUS, όπως όλων των άλλων χειρουργικό ρομπότ, ήταν η πλήρης εξάλειψη της επίδρασης του τρόμου των χεριών, από την οποία υποφέρουν και οι πιο έμπειροι και καλύτεροι χειρουργοί στον κόσμο.

4. Ρομπότ και σταθμός ελέγχου ZEUS

Το ρομπότ είναι ακριβές χάρη στη χρήση κατάλληλου φίλτρου που εξαλείφει τους κραδασμούς σε συχνότητα περίπου 6 Hz, που είναι τυπικοί για μια ανθρώπινη χειραψία. Ο προαναφερθείς ντα Βίντσι (5) έγινε διάσημος στις αρχές του 1998, όταν μια γαλλική ομάδα πραγματοποίησε την πρώτη μονή χειρουργική επέμβαση παράκαμψης στεφανιαίας νόσου στον κόσμο.

Λίγους μήνες αργότερα πραγματοποιήθηκε με επιτυχία η επέμβαση της μιτροειδούς βαλβίδας, δηλ. χειρουργική επέμβαση στο εσωτερικό της καρδιάς. Για την ιατρική εκείνη την εποχή, αυτό ήταν ένα γεγονός συγκρίσιμο με την προσγείωση του καθετήρα Pathfinder στην επιφάνεια του Άρη το 1997.

Τα τέσσερα χέρια του Ντα Βίντσι, που καταλήγουν σε όργανα, εισέρχονται στο σώμα του ασθενούς μέσω μικρών τομών στο δέρμα. Η συσκευή ελέγχεται από χειρουργό που κάθεται στην κονσόλα, εξοπλισμένο με τεχνικό σύστημα όρασης, χάρη στο οποίο βλέπει το χειρουργημένο σημείο σε τρεις διαστάσεις, σε ανάλυση HD, σε φυσικά χρώματα και με μεγέθυνση 10x.

Αυτή η προηγμένη τεχνική επιτρέπει την πλήρη αφαίρεση του πάσχοντος ιστού, ειδικά αυτών που έχουν προσβληθεί από καρκινικά κύτταρα, καθώς και την επιθεώρηση δυσπρόσιτων σημείων, όπως η λεκάνη ή η βάση του κρανίου.

Άλλοι γιατροί μπορούν να παρατηρήσουν τις επεμβάσεις του Ντα Βίντσι ακόμη και σε μέρη χιλιάδες μίλια μακριά. Αυτό επιτρέπει τη διενέργεια σύνθετων χειρουργικών επεμβάσεων με τη χρήση της γνώσης των πιο αξιόπιστων ειδικών, χωρίς να τους φέρουν στο χειρουργείο.

Τύποι ιατρικών ρομπότ Χειρουργικά ρομπότ - το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό τους είναι η αυξημένη ακρίβεια και ο σχετικός μειωμένος κίνδυνος σφάλματος. Εργασίες αποκατάστασης - διευκόλυνση και υποστήριξη της ζωής ατόμων με μόνιμες ή προσωρινές λειτουργικές αναπηρίες (κατά την περίοδο αποκατάστασης), καθώς και ατόμων με αναπηρία και ηλικιωμένων.  

Η μεγαλύτερη ομάδα χρησιμοποιείται για: διάγνωση και αποκατάσταση (συνήθως υπό την επίβλεψη θεραπευτή και ανεξάρτητα από τον ασθενή, κυρίως στην τηλεαποκατάσταση), αλλαγή θέσεων και ασκήσεων στο κρεβάτι (ρομποτικά κρεβάτια), βελτίωση κινητικότητας (ρομποτικά αναπηρικά καροτσάκια για άτομα με ειδικές ανάγκες και εξωσκελετών) φροντίδα (ρομπότ), ακαδημαϊκή και επαγγελματική βοήθεια (χώροι εργασίας ρομπότ ή ρομποτικά δωμάτια) και θεραπεία για ορισμένες γνωστικές διαταραχές (θεραπευτικά ρομπότ για παιδιά και ηλικιωμένους).

Τα Biorobots είναι μια ομάδα ρομπότ που έχουν σχεδιαστεί για να μιμούνται ανθρώπους και ζώα που χρησιμοποιούμε για γνωστικούς σκοπούς. Ένα παράδειγμα είναι ένα ιαπωνικό εκπαιδευτικό ρομπότ που χρησιμοποιείται από μελλοντικούς γιατρούς για εκπαίδευση στη χειρουργική. Ρομπότ που αντικαθιστούν έναν βοηθό κατά τη διάρκεια μιας επέμβασης - η κύρια εφαρμογή τους αφορά την ικανότητα του χειρουργού να ελέγχει τη θέση της ρομποτικής κάμερας, η οποία παρέχει μια καλή «όψη» των χειρουργημένων θέσεων.

Υπάρχει επίσης ένα πολωνικό ρομπότ

Ιστορία ιατρική ρομποτική στην Πολωνία ξεκίνησε το 2000 από επιστήμονες από το Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, οι οποίοι ανέπτυξαν ένα πρωτότυπο της οικογένειας ρομπότ RobinHeart (6). Έχουν μια τμηματοποιημένη δομή που σας επιτρέπει να επιλέξετε τον σωστό εξοπλισμό για διάφορες λειτουργίες.

Δημιουργήθηκαν τα ακόλουθα μοντέλα: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - με ανεξάρτητη βάση και ελεγχόμενο από βιομηχανικό υπολογιστή. RobinHeart 2 - προσαρτημένο στο χειρουργικό τραπέζι, με δύο βραχίονες στις οποίες μπορείτε να εγκαταστήσετε χειρουργικά εργαλεία ή μια διαδρομή παρακολούθησης με ενδοσκοπική κάμερα. Το RobinHeart mc2 και το RobinHeart Vision χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο του ενδοσκοπίου.

Εκκινητής, συντονιστής, δημιουργός υποθέσεων, προγραμματισμού λειτουργιών και πολλών μηχατρονικών λύσεων έργων. Πολωνικό χειρουργικό ρομπότ Ο Ρόμπινχαρτ ήταν γιατρός. Zbigniew Nawrat. Μαζί με τον αείμνηστο Prof. Ο Zbigniew Religa ήταν ο νονός όλων των εργασιών που πραγματοποιήθηκαν από ειδικούς από το Zabrze σε συνεννόηση με ακαδημαϊκά κέντρα και ερευνητικά ιδρύματα.

Η ομάδα σχεδιαστών, ηλεκτρονικών, πληροφορικής και μηχανικών που εργάστηκαν στο RobinHeart ήταν σε συνεχή διαβούλευση με την ιατρική ομάδα για να καθορίσουν ποιες διορθώσεις έπρεπε να γίνουν σε αυτό.

«Τον Ιανουάριο του 2009, στο Κέντρο Πειραματικής Ιατρικής του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Σιλεσίας στο Κατοβίτσε, κατά τη θεραπεία ζώων, το ρομπότ εκτελούσε εύκολα όλες τις εργασίες που του είχαν ανατεθεί. Επί του παρόντος, εκδίδονται πιστοποιητικά για αυτό.

6. Πολωνικό ιατρικό ρομπότ RobinHeart

Όταν βρούμε χορηγούς, θα μπει στη σειρά παραγωγής», δήλωσε ο Zbigniew Nawrat από το Ίδρυμα για την Ανάπτυξη της Καρδιοχειρουργικής στο Zabrze. Ο πολωνικός σχεδιασμός έχει πολλά κοινά με τον αμερικανικό da Vinci - σας επιτρέπει να δημιουργήσετε μια τρισδιάστατη εικόνα σε ποιότητα HD, εξαλείφει το τρέμουλο των χεριών και τα όργανα διεισδύουν τηλεσκοπικά στον ασθενή.

Το RobinHeart δεν ελέγχεται από ειδικά joystick, όπως του da Vinci, αλλά από κουμπιά. Γυαλιστικό ενός χεριού χειρουργός ρομπότ μπορεί να χειριστεί έως και δύο εργαλεία, τα οποία, επιπλέον, μπορούν να αφαιρεθούν ανά πάσα στιγμή, για παράδειγμα, για να τα χρησιμοποιήσετε χειροκίνητα.

Δυστυχώς, το μέλλον του πρώτου πολωνικού χειρουργικού ρομπότ παραμένει πολύ αβέβαιο. Μέχρι στιγμής υπάρχει μόνο ένα mc2 που δεν έχει χειρουργήσει ακόμη ζωντανό ασθενή. Αιτία? Δεν υπάρχουν αρκετοί επενδυτές.

Ο Δρ Navrat τα αναζητά εδώ και πολλά χρόνια, αλλά χρειάζονται περίπου 40 εκατομμύρια PLN για την εισαγωγή των ρομπότ RobinHeart στα νοσοκομεία της Πολωνίας. Τον Δεκέμβριο του περασμένου έτους, παρουσιάστηκε ένα πρωτότυπο ενός ελαφρού φορητού ρομπότ παρακολούθησης βίντεο για ένα ευρύ φάσμα κλινικών εφαρμογών: RobinHeart PortVisionAble.

Η κατασκευή του χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Ανάπτυξης, κονδύλια από το Ταμείο Ανάπτυξης Καρδιοχειρουργικής και πολλούς χορηγούς. Φέτος σχεδιάζεται να κυκλοφορήσει τρία μοντέλα της συσκευής. Εάν η Επιτροπή Δεοντολογίας συμφωνήσει να τα χρησιμοποιήσει σε κλινικό πείραμα, θα δοκιμαστούν σε νοσοκομειακό περιβάλλον.

Όχι μόνο χειρουργείο

Στην αρχή αναφέραμε τα ρομπότ που εργάζονται με παιδιά στο νοσοκομείο και συλλέγουν αίμα. Η ιατρική θα μπορούσε να βρει πιο «κοινωνικές» χρήσεις για αυτά τα μηχανήματα.

Ένα παράδειγμα είναι ρομπότ λογοθεραπευτή Το Bandit, που δημιουργήθηκε στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνια, έχει σχεδιαστεί για να υποστηρίξει τη θεραπεία για παιδιά με αυτισμό. Μοιάζει με παιχνίδι που έχει σχεδιαστεί για να διευκολύνει την επαφή με τον άρρωστο.

7. Ρομπότ Κλάρα ντυμένη νοσοκόμα

Στα «μάτια» του υπάρχουν δύο κάμερες και χάρη στους εγκατεστημένους αισθητήρες υπερύθρων, το ρομπότ, κινούμενο σε δύο τροχούς, μπορεί να προσδιορίσει τη θέση του παιδιού και να λάβει τις κατάλληλες ενέργειες.

Από προεπιλογή, προσπαθεί να πλησιάσει πρώτα τον μικρό ασθενή, αλλά όταν τρέχει μακριά, σταματά και του κάνει χειρονομία για την προσέγγιση.

Συνήθως, τα παιδιά θα πλησιάσουν το ρομπότ και θα δημιουργήσουν δεσμό μαζί του λόγω της ικανότητάς του να εκφράζει συναισθήματα με «εκφράσεις του προσώπου».

Αυτό επιτρέπει στα παιδιά να εμπλακούν στο παιχνίδι και η παρουσία του ρομπότ διευκολύνει επίσης τις κοινωνικές αλληλεπιδράσεις όπως η συζήτηση. Οι κάμερες του ρομπότ επιτρέπουν επίσης την καταγραφή της συμπεριφοράς του παιδιού, υποστηρίζοντας τη θεραπεία που παρέχει ο γιατρός.

Εργασίες αποκατάστασης Παρέχοντας ακρίβεια και επαναληψιμότητα, επιτρέπουν την εκτέλεση ασκήσεων σε ασθενείς με λιγότερη συμμετοχή θεραπευτών, γεγονός που μπορεί να μειώσει το κόστος και να αυξήσει τον αριθμό των ατόμων που υποβάλλονται σε θεραπεία (ο υποστηριζόμενος εξωσκελετός θεωρείται μια από τις πιο προηγμένες μορφές ρομπότ αποκατάστασης).

Επιπλέον, η ακρίβεια, ανέφικτη για ένα άτομο, καθιστά δυνατή τη μείωση της περιόδου αποκατάστασης λόγω μεγαλύτερης αποτελεσματικότητας. χρήση ρομπότ αποκατάστασης Ωστόσο, απαιτείται επίβλεψη από θεραπευτές για τη διασφάλιση της ασφάλειας. Οι ασθενείς συχνά δεν παρατηρούν πολύ πόνο κατά τη διάρκεια της άσκησης, πιστεύοντας λανθασμένα ότι, για παράδειγμα, μια υψηλότερη δόση άσκησης οδηγεί σε ταχύτερα αποτελέσματα.

Η υπερβολική αίσθηση πόνου είναι πιθανό να γίνει γρήγορα αντιληπτή από τον παραδοσιακό πάροχο θεραπείας, όπως και η άσκηση που είναι πολύ ελαφριά. Είναι επίσης απαραίτητο να παρέχεται η δυνατότητα έκτακτης διακοπής της αποκατάστασης με χρήση ρομπότ, για παράδειγμα, εάν αποτύχει ο αλγόριθμος ελέγχου.

Το Robot Clara (7), δημιουργήθηκε από το USC Interaction Lab. ρομπότ νοσοκόμα. Κινείται σε προκαθορισμένες διαδρομές, εντοπίζοντας εμπόδια. Οι ασθενείς αναγνωρίζονται με κωδικούς σάρωσης που τοποθετούνται δίπλα στα κρεβάτια. Το ρομπότ εμφανίζει προ-ηχογραφημένες οδηγίες για ασκήσεις αποκατάστασης.

Η επικοινωνία για διαγνωστικούς σκοπούς με τον ασθενή γίνεται μέσω των απαντήσεων «ναι» ή «όχι». Το ρομπότ προορίζεται για άτομα μετά από καρδιακές επεμβάσεις που πρέπει να κάνουν ασκήσεις σπιρομέτρησης έως και 10 φορές την ώρα για αρκετές ημέρες. Δημιουργήθηκε επίσης στην Πολωνία. ρομπότ αποκατάστασης.

Αναπτύχθηκε από τον Michal Mikulski, υπάλληλο του Τμήματος Ελέγχου και Ρομποτικής του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Σιλεσίας στο Gliwice. Το πρωτότυπο ήταν ένας εξωσκελετός - μια συσκευή που φοριόταν στο χέρι του ασθενούς, ικανή να αναλύει και να βελτιώνει τη μυϊκή λειτουργία. Ωστόσο, θα μπορούσε να εξυπηρετήσει μόνο έναν ασθενή και θα ήταν πολύ ακριβό.

Οι επιστήμονες αποφάσισαν να δημιουργήσουν ένα φθηνότερο σταθερό ρομπότ που θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποκατάσταση οποιουδήποτε μέρους του σώματος. Ωστόσο, με όλο τον ενθουσιασμό για τη ρομποτική, αξίζει να θυμόμαστε ότι η χρήση του ρομπότ στην ιατρική είναι σκορπισμένο όχι μόνο με τριαντάφυλλα. Στη χειρουργική, για παράδειγμα, αυτό συνδέεται με σημαντικό κόστος.

Η διαδικασία που χρησιμοποιεί το σύστημα da Vinci, που βρίσκεται στην Πολωνία, κοστίζει περίπου 15-30 χιλιάδες. PLN, και μετά από δέκα διαδικασίες πρέπει να αγοράσετε ένα νέο σετ εργαλείων. Η NHF δεν θα αποζημιώσει το κόστος των εργασιών που πραγματοποιήθηκαν σε αυτόν τον εξοπλισμό στο ποσό των 9 εκατομμυρίων PLN περίπου.

Έχει επίσης το μειονέκτημα ότι αυξάνει τον χρόνο που απαιτείται για τη διαδικασία, πράγμα που σημαίνει ότι ο ασθενής πρέπει να παραμείνει υπό αναισθησία για περισσότερη ώρα και να συνδεθεί με τεχνητή κυκλοφορία (στην περίπτωση καρδιοχειρουργικής).