Доктор Робот - началото на медицинската роботика
Не е задължително да е специализираният робот, контролиращ ръката на Люк Скайуокър, който видяхме в Междузвездни войни (1). Достатъчно е колата да прави компания и може би да забавлява болните деца в болницата (2) - както в проекта ALIZ-E, финансиран от Европейския съюз.
Като част от този проект, XNUMX Нао роботикоито са били хоспитализирани с деца с диабет. Те са програмирани за чисто социални функции, оборудвани с умения за говор и лицево разпознаване, както и различни дидактически задачи, свързани с информация за диабета, неговото протичане, симптоми и методи на лечение.
Съчувствието като други страдащи е страхотна идея, но отвсякъде пристигат съобщения, че роботите сериозно се заемат с истинска медицинска работа. Сред тях, например, Veebot, създаден от калифорнийски стартъп. Неговата задача е да вземе кръв за анализ (3).
Апаратът е снабден с инфрачервена система "vision" и насочване на камерата към съответната вена. След като го намери, той го изследва допълнително с ултразвук, за да види дали пасва в кухината на иглата. Ако всичко е наред, забожда игла и взема кръв.
Цялата процедура отнема около минута. Точността на избора на кръвоносни съдове на Veebot е 83 процента. малък? Медицинска сестра, която прави това на ръка, има подобен резултат. Освен това се очаква Veebot да надхвърли 90% до момента на клиничните изпитвания.
1. Робот Доктор от Междузвездни войни
2. Робот, който придружава деца в болницата
Те трябваше да работят в космоса.
идея за изграждане хирургически роботи и т.н. През 80-те и 90-те години NASA на САЩ изгради интелигентни операционни зали, които трябваше да бъдат използвани като оборудване за космически кораби и орбитални бази, участващи в програми за изследване на космоса.
3. Veebot - робот за събиране и анализ на кръв
Въпреки че програмите бяха затворени, изследователите от Intuitive Surgical продължиха да работят върху роботизирана хирургия, като частни компании финансираха усилията им. Резултатът беше да Винчи, представен за първи път в Калифорния в края на 90-те години.
Но първо първият в света хирургически робот одобрена и одобрена за употреба през 1994 г. от Американската администрация по храните и лекарствата беше роботизираната система AESOP.
Работата му беше да държи и стабилизира камери по време на минимално инвазивни операции. Следващият беше ZEUS, трирък, управляем робот, използван в лапароскопската хирургия (4), много подобен на робота да Винчи, който щеше да се появи по-късно.
През септември 2001 г., докато е в Ню Йорк, Жак Мареско отстранява жлъчния мехур на 68-годишен пациент в клиника в Страсбург с помощта на роботизираната хирургическа система ZEUS.
Може би най-важното предимство на ZEUS, като всички останали хирургически робот, беше пълното премахване на ефекта от треперенето на ръцете, от който страдат и най-опитните и най-добрите хирурзи в света.
4. Робот и контролна станция ZEUS
Роботът е точен благодарение на използването на подходящ филтър, който елиминира вибрациите с честота от около 6 Hz, характерни за човешко ръкостискане. Гореспоменатият да Винчи (5) стана известен в началото на 1998 г., когато френски екип извърши първата в света единична операция за коронарен байпас.
Няколко месеца по-късно беше извършена успешно операция на митрална клапа, т.е. операция вътре в сърцето. За тогавашната медицина това е събитие, сравнимо с кацането на сондата Pathfinder на повърхността на Марс през 1997 г.
Четирите ръце на Да Винчи, завършващи с инструменти, влизат в тялото на пациента през малки разрези по кожата. Апаратът се управлява от хирург, седнал на конзолата, оборудван със система за техническо виждане, благодарение на която той разглежда оперираното място триизмерно, в HD резолюция, в естествени цветове и с 10-кратно увеличение.
Тази усъвършенствана техника позволява пълното отстраняване на болните тъкани, особено засегнатите от ракови клетки, както и проверка на труднодостъпни места, като таза или основата на черепа.
Други лекари могат да наблюдават операциите на да Винчи дори на места, отдалечени на хиляди километри. Това позволява извършването на сложни хирургични интервенции със знанията на най-реномираните специалисти, без да ги пренасяте в операционната зала.
Видове медицински роботи Хирургически роботи - тяхната най-важна характеристика е повишената точност и свързания с това намален риск от грешка. Рехабилитационни работи - улесняват и подпомагат живота на хора с трайни или временни функционални увреждания (по време на възстановителния период), както и на инвалиди и възрастни хора.
Най-голямата група се използва за: диагностика и рехабилитация (обикновено под наблюдението на терапевт и независимо от пациента, главно при телерехабилитация), смяна на пози и упражнения в леглото (роботизирани легла), подобряване на мобилността (роботизирани инвалидни колички за хора с увреждания и екзоскелети), медицински сестри (роботи), помощ при обучение и работа (роботизирани работни места или роботизирани стаи) и терапия за определени когнитивни разстройства (терапевтични роботи за деца и възрастни хора).
Биороботите са група роботи, предназначени да имитират хора и животни, които използваме за когнитивни цели. Такъв пример е японски образователен робот, използван от бъдещи лекари за обучение в хирургия. Роботи, заместващи асистента по време на операцията - основното им приложение се отнася до възможността на хирурга да контролира позицията на роботизираната камера, което осигурява добър "изглед" на оперираните места.
Има и полски робот
История медицинска роботика в Полша стартира през 2000 г. от учени от Фондацията за развитие на кардиохирургията в Забже, които разработват прототип на семейството роботи RobinHeart (6). Те имат сегментирана структура, която ви позволява да изберете правилното оборудване за различни операции.
Създадени са следните модели: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - с независима база и управлявани от индустриален компютър; RobinHeart 2 - прикрепен към операционната маса, с две скоби, на които можете да инсталирате хирургически инструменти или пътека за наблюдение с ендоскопска камера; RobinHeart mc2 и RobinHeart Vision се използват за управление на ендоскопа.
Инициатор, координатор, създател на предположения, планиране на операции и много мехатронни проектни решения. Полски хирургически робот Робинхарт беше лекар. Збигнев Наврат. Заедно с покойния проф. Збигнев Релига беше кръстник на всички работи, извършени от специалисти от Забже в консултация с академични центрове и изследователски институти.
Групата от дизайнери, електроника, ИТ и механици, които работиха върху RobinHeart, бяха в постоянни консултации с медицинския екип, за да определят какви поправки трябва да бъдат направени по него.
„През януари 2009 г. в Центъра за експериментална медицина на Медицинския университет на Силезия в Катовице, когато лекуваше животни, роботът с лекота изпълняваше всички възложени му задачи. В момента се издават удостоверения за него.
6. Полски медицински робот RobinHeart
Когато намерим спонсори, ще влезе в серийно производство“, каза Збигнев Наврат от Фондацията за развитие на кардиохирургията в Забже. Полският дизайн има много общо с американския da Vinci - ви позволява да създавате 3D изображение в HD качество, елиминира треперенето на ръцете, а инструментите телескопично проникват в пациента.
RobinHeart не се управлява със специални джойстици, като на да Винчи, а с бутони. Полиране с една ръка робот хирург в състояние да управлява до два инструмента, които освен това могат да бъдат премахнати по всяко време, например, за да ги използвате ръчно.
За съжаление, бъдещето на първия полски хирургически робот остава много несигурно. Засега има само един mc2, който все още не е оперирал жив пациент. причина? Няма достатъчно инвеститори.
Д-р Наврат ги търси от много години, но въвеждането на роботите RobinHeart в полските болници изисква около 40 милиона злоти. През декември миналата година беше представен прототип на лек преносим робот за видео проследяване за широк спектър от клинични приложения: RobinHeart PortVisionAble.
Изграждането му е финансирано от НЦНИР, средства от Фонда за развитие на кардиохирургията и много спонсори. Тази година се планира пускането на три модела на устройството. Ако комисията по етика се съгласи да ги използва в клиничен експеримент, те ще бъдат тествани в болнични условия.
Не само операция
В началото споменахме роботи, които работят с деца в болницата и събират кръв. Медицината може да намери повече "социални" приложения за тези машини.
Пример е робот логопед Bandit, създаден в Университета на Южна Калифорния, е предназначен да подпомага терапията на деца с аутизъм. Изглежда като играчка, която е предназначена да улеснява контакта с болните.
7. Роботът Клара, облечен като медицинска сестра
В „очите“ му има две камери, а благодарение на инсталираните инфрачервени сензори роботът, движещ се на две колела, може да определи позицията на детето и да предприеме съответните действия.
По подразбиране той се опитва пръв да се приближи до малкия пациент, но когато той избяга, спира и му показва с жестове да се приближи.
Обикновено децата се доближават до робота и създават връзка с него поради способността му да изразява емоции с „изражения на лицето“.
Това позволява на децата да се включат в играта, а присъствието на робота улеснява и социалните взаимодействия като разговор. Камерите на робота позволяват и запис на поведението на детето, подпомагайки провежданата от лекаря терапия.
Рехабилитационна работа осигурявайки точност и повторяемост, те позволяват да се изпълняват упражнения върху пациенти с по-малко участие на терапевти, което може да намали разходите и да увеличи броя на хората, подложени на лечение (поддържаният екзоскелет се счита за една от най-напредналите форми на рехабилитационен робот).
В допълнение, точността, недостижима за човек, позволява да се намали времето за рехабилитация поради по-голяма ефективност. използване рехабилитационни роботи въпреки това е необходимо наблюдение от терапевти, за да се гарантира безопасността. Пациентите често не забелязват твърде силна болка по време на тренировка, погрешно вярвайки, че например по-високата доза упражнения води до по-бързи резултати.
Прекомерното усещане за болка е вероятно бързо да бъде забелязано от доставчика на традиционна терапия, както и упражненията, които са твърде леки. Необходимо е също така да се осигури възможност за аварийно прекъсване на рехабилитацията с помощта на робот, например, ако алгоритъмът за управление се провали.
Робот Клара (7), създаден от USC Interaction Lab. робот медицинска сестра. Движи се по предварително зададени маршрути, откривайки препятствия. Пациентите се разпознават чрез сканиращи кодове, поставени до леглата. Роботът показва предварително записани инструкции за рехабилитационни упражнения.
Комуникацията с диагностични цели с пациента се осъществява чрез отговорите "да" или "не". Роботът е предназначен за хора след сърдечни процедури, които трябва да изпълняват спирометрични упражнения до 10 пъти на час в продължение на няколко дни. Той също е създаден в Полша. рехабилитационен робот.
Той е разработен от Михал Микулски, служител в катедрата по управление и роботика на Силезийския технологичен университет в Гливице. Прототипът беше екзоскелет - устройство, носено на ръката на пациента, способно да анализира и подобрява мускулната функция. Въпреки това, той може да обслужва само един пациент и ще бъде много скъп.
Учените решиха да създадат по-евтин стационарен робот, който може да помогне при рехабилитацията на всяка част от тялото. Въпреки това, с целия ентусиазъм за роботиката, си струва да си припомним, че използването на роботи в медицината обсипана е не само с рози. В хирургията например това е свързано със значителни разходи.
Процедурата с помощта на системата da Vinci, намираща се в Полша, струва около 15-30 хиляди. PLN и след десет процедури трябва да закупите нов набор от инструменти. NHF не възстановява разходите за операции, извършени на това оборудване, в размер на приблизително 9 милиона PLN.
Недостатъкът му е и увеличаването на времето, необходимо за процедурата, което означава, че пациентът трябва да остане под анестезия за по-дълго време и да бъде свързан към изкуствено кръвообращение (в случай на сърдечна операция).
