Doctor Robot - začetek medicinske robotike
Ni nujno, da roko Lukea Skywalkerja nadzoruje specializirani robot, ki smo ga videli v Vojni zvezd (1). Dovolj je že avto, da dela družbo in morda zabava bolne otroke v bolnišnici (2) - kot v projektu ALIZ-E, ki ga financira Evropska unija.
V okviru tega projekta je XNUMX Nao robotiki so bili hospitalizirani z otroki s sladkorno boleznijo. Programirani so za povsem socialne funkcije, opremljeni z veščinami govora in prepoznavanja obraza ter različnimi didaktičnimi nalogami, povezanimi z informacijami o sladkorni bolezni, njenem poteku, simptomih in metodah zdravljenja.
Sočustvovanje kot sotrpini je odlična ideja, a od vsepovsod prihajajo poročila, da se roboti resno lotevajo pravega medicinskega dela. Med njimi je na primer Veebot, ki ga je ustvaril kalifornijski startup. Njegova naloga je odvzem krvi za analizo (3).
Naprava je opremljena z infrardečim sistemom "vision" in usmerjanjem kamere na ustrezno žilo. Ko ga najde, ga dodatno pregleda z ultrazvokom, da ugotovi, ali se prilega v votlino igle. Če je vse v redu, zabode iglo in odvzame kri.
Celoten postopek traja približno minuto. Veebotova natančnost izbire krvnih žil je 83 odstotkov. majhna? Medicinska sestra, ki to počne ročno, ima podoben rezultat. Poleg tega naj bi Veebot do kliničnih preskušanj presegel 90 %.
1. Robot doktor iz Vojne zvezd
2. Robot, ki spremlja otroke v bolnišnici
Delati so morali v vesolju.
gradbena ideja kirurški roboti itd. V osemdesetih in devetdesetih letih prejšnjega stoletja je ameriška NASA zgradila inteligentne operacijske sobe, ki naj bi se uporabljale kot oprema za vesoljska plovila in orbitalne baze, ki sodelujejo v programih raziskovanja vesolja.
3. Veebot - robot za zbiranje in analizo krvi
Čeprav so se programi zaprli, so raziskovalci pri Intuitive Surgical nadaljevali z delom na robotski kirurgiji, pri čemer so zasebna podjetja financirala njihova prizadevanja. Rezultat je bil da Vinci, ki so ga prvič predstavili v Kaliforniji v poznih 90. letih.
Ampak najprej, prvi na svetu kirurški robot Ameriška uprava za hrano in zdravila je odobrila in odobrila uporabo leta 1994 robotski sistem AESOP.
Njegova naloga je bila držanje in stabilizacija kamer med minimalno invazivnimi operacijami. Naslednji je bil ZEUS, trikraki, vodljivi robot, ki se uporablja v laparoskopski kirurgiji (4), zelo podoben da Vincijevemu robotu, ki se bo pojavil pozneje.
Septembra 2001 je Jacques Maresco v New Yorku odstranil žolčnik 68-letnemu pacientu na kliniki v Strasbourgu z uporabo robotskega kirurškega sistema ZEUS.
Verjetno najpomembnejša prednost ZEUS-a, kot vseh drugih kirurški robot, je bila popolna odprava učinka tresenja rok, za katerim trpijo tudi najbolj izkušeni in najboljši kirurgi na svetu.
4. Robot in nadzorna postaja ZEUS
Robot je natančen zaradi uporabe ustreznega filtra, ki eliminira tresljaje s frekvenco okoli 6 Hz, značilno za človeško rokovanje. Omenjeni da Vinci (5) je zaslovel v začetku leta 1998, ko je francoska ekipa izvedla prvo enojno operacijo koronarnega obvoda na svetu.
Nekaj mesecev kasneje je bila uspešno izvedena operacija mitralne zaklopke, t.j. operacijo znotraj srca. Za takratno medicino je bil to dogodek, primerljiv s pristankom sonde Pathfinder na površju Marsa leta 1997.
Da Vincijeve štiri roke, ki se končajo z instrumenti, vstopijo v pacientovo telo skozi majhne zareze na koži. Napravo upravlja kirurg, sedeč za konzolo, opremljen s sistemom tehničnega vida, s pomočjo katerega si operirano mesto ogleda tridimenzionalno, v HD ločljivosti, v naravnih barvah in z 10-kratno povečavo.
Ta napredna tehnika omogoča popolno odstranitev obolelega tkiva, predvsem tistega, ki ga prizadenejo rakave celice, ter pregled težko dostopnih mest, kot je medenica ali lobanjsko dno.
Drugi zdravniki lahko opazujejo da Vincijeve operacije tudi na tisoče kilometrov stran. To omogoča izvajanje zapletenih kirurških posegov z znanjem najuglednejših specialistov, ne da bi jih prinašali v operacijsko dvorano.
Vrste medicinskih robotov Kirurški roboti - njihova najpomembnejša lastnost je povečana natančnost in s tem povezano zmanjšano tveganje napak. Rehabilitacijska dela - lajšajo in podpirajo življenje osebam s trajnimi ali začasnimi funkcionalnimi okvarami (v obdobju okrevanja), pa tudi invalidom in starejšim.
Največja skupina se uporablja za: diagnostiko in rehabilitacijo (običajno pod nadzorom terapevta in samostojno od pacienta, predvsem v telerehabilitaciji), spreminjanje položajev in vadbo v postelji (robotske postelje), izboljšanje mobilnosti (robotski invalidski vozički in eksoskeleti), zdravstvena nega (roboti), pomoč pri učenju in delu (robotizirana delovna mesta ali robotizirane sobe) ter terapija nekaterih kognitivnih motenj (terapevtski roboti za otroke in starejše).
Bioroboti so skupina robotov, zasnovanih za posnemanje ljudi in živali, ki jih uporabljamo v kognitivne namene. Primer je japonski izobraževalni robot, s katerim se bodoči zdravniki urijo v kirurgiji. Roboti, ki nadomeščajo asistenta med operacijo - njihova glavna uporaba se nanaša na sposobnost kirurga, da nadzoruje položaj robotske kamere, ki zagotavlja dober "pogled" na operirana mesta.
Obstaja tudi poljski robot
Zgodba medicinska robotika na Poljskem so leta 2000 začeli znanstveniki iz Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, ki so razvijali prototip družine robotov RobinHeart (6). Imajo segmentirano strukturo, ki vam omogoča izbiro prave opreme za različne operacije.
Nastali so naslednji modeli: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - z neodvisno bazo in krmiljen z industrijskim računalnikom; RobinHeart 2 - pritrjen na operacijsko mizo, z dvema nosilcema, na katera lahko namestite kirurške instrumente ali ogledno pot z endoskopsko kamero; RobinHeart mc2 in RobinHeart Vision se uporabljata za nadzor endoskopa.
Pobudnik, koordinator, snovalec predpostavk, načrtovanja delovanja in številnih mehatronskih projektnih rešitev. Poljski kirurški robot Robinhart je bil zdravnik. Zbigniew Nawrat. Skupaj s pokojnim prof. Zbigniew Religa je bil boter vseh del, ki so jih izvedli strokovnjaki iz Zabrza v sodelovanju z akademskimi centri in raziskovalnimi inštituti.
Skupina oblikovalcev, elektronikov, IT in mehanikov, ki so delali na RobinHeartu, se je nenehno posvetovala z zdravniško ekipo, da bi ugotovila, katere popravke je treba narediti na njem.
»Januarja 2009 je v Centru za eksperimentalno medicino Medicinske univerze Šlezije v Katovicah pri zdravljenju živali robot zlahka opravil vse naloge, ki so mu bile dodeljene. Trenutno se zanj izdajajo certifikati.
6. Poljski medicinski robot RobinHeart
Ko najdemo sponzorje, bo šel v serijsko proizvodnjo,« je povedal Zbigniew Nawrat iz Fundacije za razvoj kardiokirurgije v Zabrzeju. Poljski dizajn ima veliko skupnega z ameriškim da Vincijem - omogoča ustvarjanje 3D slike v HD kakovosti, odpravlja tresenje rok, instrumenti pa teleskopsko prodrejo v pacienta.
RobinHeart se ne upravlja s posebnimi igralnimi palicami, kot je da Vincijeva, ampak z gumbi. Poliranje z eno roko robot kirurg lahko v rokah do dveh orodij, ki ju je poleg tega mogoče kadar koli odstraniti, na primer za ročno uporabo.
Na žalost ostaja prihodnost prvega poljskega kirurškega robota zelo negotova. Zaenkrat je samo en mc2, ki še ni operiral živega bolnika. Vzrok? Investitorjev je premalo.
Dr. Navrat jih išče že vrsto let, a uvedba robotov RobinHeart v poljskih bolnišnicah zahteva približno 40 milijonov zł. Decembra lani je bil predstavljen prototip lahkega prenosnega videosledilnega robota za široko paleto kliničnih aplikacij: RobinHeart PortVisionAble.
Njeno izgradnjo so financirali RZR, sredstva Sklada za razvoj kardiokirurgije in številni sponzorji. Letos je načrtovana izdaja treh modelov naprave. Če se komisija za etiko strinja z njihovo uporabo v kliničnem poskusu, jih bodo testirali v bolnišničnem okolju.
Ne samo operacija
Na začetku smo omenili robote, ki delajo z otroki v bolnišnici in zbirajo kri. Medicina bi lahko našla bolj "socialne" uporabe teh strojev.
Primer je logopedski robot Bandit, ustvarjen na Univerzi Južne Kalifornije, je zasnovan za podporo terapiji otrok z avtizmom. Videti je kot igrača, ki je namenjena lažjemu stiku z bolnimi.
7. Robot Clara oblečen kot medicinska sestra
V njegovih "očesih" sta dve kameri, zahvaljujoč nameščenim infrardečim senzorjem pa lahko robot, ki se premika na dveh kolesih, določi položaj otroka in ustrezno ukrepa.
Privzeto se skuša najprej približati malemu pacientu, ko pa pobegne, se ustavi in mu z gestami nakaže pristop.
Običajno se otroci približajo robotu in z njim ustvarijo vez zaradi njegove sposobnosti izražanja čustev z »obrazno mimiko«.
To otrokom omogoča, da se vključijo v igro, prisotnost robota pa olajša tudi socialne interakcije, kot je pogovor. Kamere robota omogočajo tudi snemanje otrokovega vedenja, kar podpira terapijo, ki jo izvaja zdravnik.
Rehabilitacijsko delo zagotavljajo natančnost in ponovljivost, omogočajo izvajanje vaj na pacientih z manjšo vključenostjo terapevtov, kar lahko zmanjša stroške in poveča število ljudi na zdravljenju (podprti eksoskelet velja za eno najnaprednejših oblik rehabilitacijskega robota).
Poleg tega natančnost, nedosegljiva za osebo, omogoča zmanjšanje časa rehabilitacije zaradi večje učinkovitosti. uporaba rehabilitacijski roboti vendar je za zagotovitev varnosti potreben nadzor terapevtov. Bolniki med vadbo pogosto ne opazijo prevelike bolečine, zmotno verjamejo, da na primer večji odmerek vadbe vodi do hitrejših rezultatov.
Izvajalec tradicionalne terapije bo verjetno hitro opazil pretiran občutek bolečine, prav tako prelahko vadbo. Prav tako je treba zagotoviti možnost nujne prekinitve rehabilitacije z uporabo robota, na primer, če krmilni algoritem odpove.
Robot Clara (7), ki ga je ustvaril USC Interaction Lab. robotska medicinska sestra. Premika se po vnaprej določenih poteh in zaznava ovire. Paciente prepoznamo po skenirnih kodah, nameščenih ob posteljah. Robot prikazuje vnaprej posneta navodila za rehabilitacijske vaje.
Komunikacija v diagnostične namene s pacientom poteka z odgovori "da" ali "ne". Robot je namenjen osebam po srčnih posegih, ki morajo več dni izvajati spirometrične vaje do 10-krat na uro. Nastala je tudi na Poljskem. rehabilitacijski robot.
Razvil ga je Michal Mikulski, uslužbenec Oddelka za nadzor in robotiko Šlezijske tehnološke univerze v Gliwicah. Prototip je bil eksoskelet – naprava, ki jo pacient nosi na roki in je sposobna analizirati in izboljšati delovanje mišic. Vendar bi lahko služil le enemu bolniku in bi bil zelo drag.
Znanstveniki so se odločili ustvariti cenejšega stacionarnega robota, ki bi lahko pomagal pri rehabilitaciji katerega koli dela telesa. Vendar pa velja ob vsem navdušenju nad robotiko spomniti, da je uporaba roboti v medicini posut je ne samo z vrtnicami. V kirurgiji je to na primer povezano s precejšnjimi stroški.
Postopek z uporabo sistema da Vinci, ki se nahaja na Poljskem, stane približno 15-30 tisoč. PLN, po desetih postopkih pa morate kupiti nov komplet orodij. NHF ne povrne stroškov operacij, izvedenih na tej opremi, v višini približno 9 milijonov PLN.
Pomanjkljivost je tudi podaljšanje časa, ki je potreben za poseg, kar pomeni, da mora pacient ostati dlje časa v anesteziji in biti priključen na umetni krvni obtok (v primeru operacije srca).
