Doktor Robot – meditsiinirobootika algus

See ei pea olema spetsialiseerunud robot, mis juhib Luke Skywalkeri kätt, mida nägime Tähesõdades (1). Piisab, kui auto hoiab seltskonda ja võib-olla ka haigeid lapsi haiglas lõbustab (2) - nagu Euroopa Liidu rahastatud projektis ALIZ-E.

Selle projekti osana on XNUMX Nao robotidkes viidi haiglasse diabeeti põdevate lastega. Need on programmeeritud puhtalt sotsiaalsete funktsioonide jaoks, varustatud kõne- ja näotuvastusoskustega, samuti erinevate didaktiliste ülesannetega, mis on seotud teabega diabeedi, selle kulgemise, sümptomite ja ravimeetodite kohta.

Kaaskannatajate empaatia tundmine on suurepärane mõte, kuid kõikjalt tuleb teateid, et robotid hakkavad tõsiselt tegelema tõelise meditsiinitööga. Nende hulgas näiteks California startupi loodud Veebot. Tema ülesanne on analüüsiks verd võtta (3).

Seade on varustatud infrapuna "nägemis" süsteemiga ja kaamera suunamisega vastavasse veeni. Kui ta selle leiab, uurib ta seda veel ultraheliga, et näha, kas see mahub nõelaõõnde. Kui kõik on korras, torkab ta nõela ja võtab verd.

Kogu protseduur võtab aega umbes minuti. Veeboti veresoonte valiku täpsus on 83 protsenti. Vähe? Õde, kes teeb seda käsitsi, annab sarnase tulemuse. Lisaks eeldatakse, et Veebot ületab kliiniliste uuringute ajaks 90%.

1. Robot Doctor Star Warsist

2. Robot, mis saadab lapsi haiglas

Nad pidid töötama kosmoses.

hoone idee kirurgilised robotid jne. 80. ja 90. aastatel ehitas USA NASA intelligentsed operatsiooniruumid, mida kavatseti kasutada kosmoseaparaatide ja kosmoseuuringute programmides osalevate orbitaalbaaside varustusena.

3. Veebot - robot vere kogumiseks ja analüüsimiseks

Kuigi programmid suleti, jätkasid Intuitive Surgicali teadlased robotkirurgia kallal tööd, eraettevõtted rahastasid nende jõupingutusi. Tulemuseks oli da Vinci, mida tutvustati esmakordselt Californias 90ndate lõpus.

Aga kõigepealt maailma esimene kirurgiline robot USA Toidu- ja Ravimiameti poolt 1994. aastal heaks kiidetud ja kasutamiseks heaks kiidetud oli AESOP robotsüsteem.

Tema ülesanne oli hoida ja stabiliseerida kaameraid minimaalselt invasiivsete operatsioonide ajal. Järgmine oli ZEUS, kolmekäeline, laparoskoopilises kirurgias kasutatav juhitav robot (4), mis on väga sarnane hiljem ilmuva da Vinci robotiga.

Septembris 2001 New Yorgis viibides eemaldas Jacques Maresco Strasbourgi kliinikus 68-aastase patsiendi sapipõie, kasutades robotkirurgilist süsteemi ZEUS.

Tõenäoliselt on see ZEUS-i, nagu kõigi teistegi, kõige olulisem eelis kirurgiline robot, oli käte värisemise efekti täielik kõrvaldamine, mille all kannatavad isegi maailma kogenumad ja parimad kirurgid.

4. ZEUS robot ja juhtimisjaam

Robot on täpne tänu vastava filtri kasutamisele, mis elimineerib inimese käepigistusele omase vibratsiooni sagedusel umbes 6 Hz. Eespool mainitud da Vinci (5) sai kuulsaks 1998. aasta alguses, kui Prantsusmaa meeskond viis läbi maailma esimese üksiku koronaarst möödaviigu operatsiooni.

Paar kuud hiljem tehti edukalt mitraalklapi operatsioon, st. operatsioon südame sees. Tolleaegse meditsiini jaoks oli see sündmus, mis oli võrreldav sondi Pathfinder maandumisega Marsi pinnale 1997. aastal.

Da Vinci neli kätt, mis lõpevad instrumentidega, sisenevad patsiendi kehasse läbi väikeste sisselõigete nahas. Seadet juhib puldis istuv kirurg, mis on varustatud tehnilise nägemissüsteemiga, tänu millele vaatab ta opereeritavat kohta kolmemõõtmeliselt, HD resolutsioonis, loomulikes värvides ja 10x suurendusega.

See täiustatud tehnika võimaldab täielikult eemaldada haigeid kudesid, eriti neid, mida mõjutavad vähirakud, samuti kontrollida raskesti ligipääsetavaid kohti, näiteks vaagnat või koljupõhja.

Teised arstid saavad da Vinci operatsioone jälgida isegi mitme tuhande kilomeetri kaugusel. See võimaldab läbi viia keerulisi kirurgilisi protseduure, kasutades kõige mainekamate spetsialistide teadmisi, ilma neid operatsioonituppa toomata.

Meditsiinirobotite tüübid Kirurgilised robotid – nende kõige olulisem omadus on suurenenud täpsus ja sellega seotud vähenenud vearisk. Taastustööd - hõlbustavad ja toetavad püsivate või ajutiste funktsioonihäiretega inimeste (taastumisperioodil), samuti puuetega inimeste ja eakate elu.  

Suurimat rühma kasutatakse: diagnoosimiseks ja rehabilitatsiooniks (tavaliselt terapeudi järelevalve all ja patsiendi poolt iseseisvalt, peamiselt telerehabilitatsioonil), asendi muutmiseks ja harjutusteks voodis (robotivoodid), liikuvuse parandamiseks (robottoolid invaliididele ja eksoskeletid) hooldus (robotid), akadeemiline ja tööabi (robotite tööruumid või robotiruumid) ning teatud kognitiivsete häirete ravi (ravirobotid lastele ja eakatele).

Biorobotid on inimeste ja loomade matkimiseks loodud robotite rühm, mida kasutame kognitiivsetel eesmärkidel. Näiteks võib tuua Jaapani õpperobot, mida tulevased arstid kasutavad kirurgia treenimiseks. Robotid, mis asendavad assistenti operatsiooni ajal – nende peamine rakendus puudutab kirurgi võimet juhtida robotkaamera asendit, mis annab hea "vaate" opereeritavatele kohtadele.

Seal on ka Poola robot

Lugu meditsiiniline robootika Poolas käivitasid 2000. aastal Zabrze südamekirurgia arendamise fondi teadlased, kes töötasid välja RobinHeart robotite perekonna prototüüpi (6). Neil on segmenteeritud struktuur, mis võimaldab valida erinevateks operatsioonideks õiged seadmed.

Loodi järgmised mudelid: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - iseseisva alusega ja mida juhib tööstuslik arvuti; RobinHeart 2 - kinnitatud operatsioonilauale, kahe kronsteiniga, millele saab paigaldada kirurgiainstrumendid või vaateraja endoskoopilise kaameraga; Endoskoobi juhtimiseks kasutatakse RobinHeart mc2 ja RobinHeart Vision.

Algataja, koordinaator, eelduste, operatsioonide planeerimise ja paljude mehhatrooniliste projektilahenduste looja. Poola kirurgiline robot Robinhart oli arst. Zbigniew Nawrat. Koos kadunud prof. Zbigniew Religa oli kõigi Zabrze spetsialistide tehtud tööde ristiisa, konsulteerides akadeemiliste keskuste ja uurimisinstituutidega.

RobinHeartiga töötanud disainerite, elektroonika, IT ja mehaaniku rühm konsulteeris pidevalt meditsiinimeeskonnaga, et teha kindlaks, milliseid parandusi on vaja teha.

«Jaanuaris 2009 täitis robot Sileesia Meditsiiniülikooli Katowices asuvas Eksperimentaalmeditsiini keskuses loomi ravides kõiki talle pandud ülesandeid hõlpsalt. Praegu väljastatakse selle kohta tunnistusi.

6. Poola meditsiinirobot RobinHeart

Kui leiame sponsorid, läheb see masstootmisse,” ütles Zbigniew Nawrat Zabrze südamekirurgia arendamise sihtasutusest. Poola disainil on palju ühist Ameerika da Vinciga – see võimaldab luua HD-kvaliteediga 3D-pilti, välistab käte värisemise ning instrumendid tungivad teleskoopiliselt patsiendist läbi.

RobinHeart ei juhita spetsiaalsete juhtkangidega, nagu da Vinci oma, vaid nuppudega. Ühe käega poleerimine robotkirurg võime kasutada kuni kahte tööriista, mida saab pealegi igal ajal eemaldada, näiteks käsitsi kasutamiseks.

Kahjuks on Poola esimese kirurgilise roboti tulevik väga ebakindel. Seni on ainult üks mc2, millel pole veel elusat patsienti opereeritud. Põhjus? Investoreid pole piisavalt.

Dr Navrat on neid otsinud juba aastaid, kuid RobinHeart robotite kasutuselevõtuks Poola haiglates on vaja umbes 40 miljonit Poola zlotti. Möödunud aasta detsembris avalikustati mitmesuguste kliiniliste rakenduste jaoks mõeldud kerge kaasaskantava videojälgimisroboti prototüüp: RobinHeart PortVisionAble.

Selle ehitamist rahastasid Riiklik Teadus- ja Arenduskeskus, Südamekirurgia Arendusfondi vahendid ja paljud sponsorid. Sel aastal on plaanis välja anda kolm seadme mudelit. Kui eetikakomitee nõustub neid kliinilises katses kasutama, testitakse neid haiglakeskkonnas.

Mitte ainult operatsioon

Alguses mainisime haiglas lastega töötavaid ja verd koguvaid roboteid. Meditsiin võiks leida nendele masinatele rohkem "sotsiaalset" kasutust.

Näide on robotlogopeed Lõuna-California ülikoolis loodud Bandit on mõeldud autismiga laste ravi toetamiseks. See näeb välja nagu mänguasi, mis on mõeldud haigega kontakti hõlbustamiseks.

7. Robot Clara õeks riietatud

Tema “silmades” on kaks kaamerat ning tänu paigaldatud infrapunaanduritele suudab kahel rattal liikuv robot määrata lapse asendi ja teha vastavaid tegevusi.

Vaikimisi üritab ta enne väikesele patsiendile läheneda, kuid kui too põgeneb, peatub ja viipab talle lähenemise poole.

Tavaliselt lähenevad lapsed robotile ja loovad sellega sideme tänu tema võimele väljendada emotsioone "näoilmetega".

See võimaldab lastel mängus kaasa lüüa ning roboti olemasolu hõlbustab ka sotsiaalset suhtlust, näiteks vestlust. Roboti kaamerad võimaldavad salvestada ka lapse käitumist, toetades arsti pakutavat teraapiat.

Taastustööd pakkudes täpsust ja korratavust, võimaldavad need teha patsientidele harjutusi terapeutide väiksema osavõtuga, mis võib vähendada kulusid ja suurendada ravil olevate inimeste arvu (toetatud eksoskeleti peetakse üheks kõige arenenumaks taastusravi roboti vormiks).

Lisaks võimaldab inimese jaoks kättesaamatu täpsus suurema efektiivsuse tõttu rehabilitatsiooniperioodi lühendada. kasutamine taastusravi robotid ohutuse tagamiseks on siiski vaja terapeutide järelevalvet. Patsiendid ei märka treeningu ajal sageli liigset valu, arvates ekslikult, et näiteks suurem annus treeningut annab kiirema tulemuse.

Traditsioonilise ravi pakkuja märkab tõenäoliselt kiiresti liigset valutunnet, nagu ka liiga kerget treeningut. Samuti on vaja ette näha võimalus taastusravi hädaolukorraks katkestamiseks roboti abil, näiteks kui juhtimisalgoritm ebaõnnestub.

Robot Clara (7), loodud USC Interaction Labi poolt. robotõde. See liigub mööda etteantud marsruute, tuvastades takistusi. Patsiendid tunneb ära voodite kõrvale asetatud koodide skaneerimise järgi. Robot kuvab eelnevalt salvestatud juhiseid taastusravi harjutuste tegemiseks.

Diagnostilistel eesmärkidel suhtlemine patsiendiga toimub vastuste "jah" või "ei" kaudu. Robot on mõeldud südameprotseduuride järgsetele inimestele, kes peavad mitme päeva jooksul tegema spiromeetriaharjutusi kuni 10 korda tunnis. See loodi ka Poolas. taastusravi robot.

Selle töötas välja Gliwice Sileesia Tehnikaülikooli juhtimis- ja robootikaosakonna töötaja Michal Mikulski. Prototüüp oli eksoskelett – patsiendi käel kantav seade, mis on võimeline analüüsima ja parandama lihaste funktsiooni. Kuid see võiks teenindada ainult ühte patsienti ja oleks väga kallis.

Teadlased otsustasid luua odavama statsionaarse roboti, mis aitaks kaasa mis tahes kehaosa taastusravile. Kogu robootika entusiasmi juures tasub aga meeles pidada, et kasutamine robotid meditsiinis see on üle puistatud mitte ainult roosidega. Näiteks kirurgias on see seotud märkimisväärsete kuludega.

Poolas asuvat da Vinci süsteemi kasutav protseduur maksab umbes 15-30 tuhat. PLN ja pärast kümmet protseduuri peate ostma uue tööriistakomplekti. NHF ei hüvita selle seadmega tehtud operatsioonide kulusid ligikaudu 9 miljoni Poola zloti ulatuses.

Selle puuduseks on ka protseduurile kuluva aja pikenemine, mis tähendab, et patsient peab jääma kauem anesteesiasse ja olema ühendatud kunstliku vereringega (südameoperatsiooni korral).