Doctor Robot - lääketieteellisen robotiikan alku
Sen ei tarvitse olla erikoisrobotti, joka ohjaa Luke Skywalkerin käsivartta, jonka näimme Star Warsissa (1). Riittää, että auto pitää seuraa ja ehkä viihdyttää sairaita lapsia sairaalassa (2) - kuten Euroopan unionin rahoittamassa ALIZ-E-projektissa.
Osana tätä projektia XNUMX Nao robotitjotka joutuivat sairaalaan diabetesta sairastavien lasten kanssa. Ne on ohjelmoitu puhtaasti sosiaalisiin toimintoihin, ja niissä on puhe- ja kasvojentunnistustaidot sekä erilaisia didaktisia tehtäviä liittyen diabetekseen, sen etenemiseen, oireisiin ja hoitomenetelmiin liittyviin tietoihin.
Mukana sairastuneina tunteminen on hieno idea, mutta kaikkialta tulee raportteja siitä, että robotit ryhtyvät tosissaan todelliseen lääketieteelliseen työhön. Heidän joukossaan esimerkiksi kalifornialaisen startupin luoma Veebot. Hänen tehtävänsä on ottaa verta analyysiä varten (3).
Laite on varustettu infrapuna "näkö"-järjestelmällä ja suuntaa kameran vastaavaan suoneen. Kun hän löytää sen, hän tutkii sitä edelleen ultraäänellä nähdäkseen, sopiiko se neulanonteloon. Jos kaikki on kunnossa, hän pistää neulan ja ottaa verta.
Koko toimenpide kestää noin minuutin. Veebotin verisuonten valintatarkkuus on 83 prosenttia. Vähän? Sairaanhoitaja, joka tekee tämän käsin, saa samanlaisen tuloksen. Lisäksi Veebotin odotetaan ylittävän 90 % kliinisten kokeiden aikana.
1. Robottilääkäri Star Warsista
2. Robotti, joka on lasten mukana sairaalassa
Heidän piti työskennellä avaruudessa.
rakennusidea kirurgiset robotit jne. USA:n NASA rakensi 80- ja 90-luvuilla älykkäitä leikkaussaleja, joita oli tarkoitus käyttää avaruusalusten ja avaruustutkimusohjelmiin osallistuvien kiertoratatukikohtien laitteistona.
3. Veebot - robotti veren keräämiseen ja analysointiin
Vaikka ohjelmat suljettiin, Intuitive Surgicalin tutkijat jatkoivat robottikirurgian parissa yksityisten yritysten rahoittaman ponnistelujaan. Tuloksena oli da Vinci, joka esiteltiin ensimmäisen kerran Kaliforniassa 90-luvun lopulla.
Mutta ensin maailman ensimmäinen kirurginen robotti Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto hyväksyi ja hyväksyi käytettäväksi vuonna 1994 AESOP-robottijärjestelmän.
Hänen tehtävänsä oli pitää ja stabiloida kameroita minimaalisesti invasiivisten leikkausten aikana. Seuraavaksi oli ZEUS, kolmikätinen, ohjattava robotti, jota käytetään laparoskooppisessa leikkauksessa (4), joka on hyvin samanlainen kuin myöhemmin tuleva da Vinci -robotti.
Syyskuussa 2001 New Yorkissa ollessaan Jacques Maresco poisti sappirakon 68-vuotiaalta potilaalta Strasbourgin klinikalla käyttämällä ZEUS-robottikirurgista järjestelmää.
Todennäköisesti ZEUSin tärkein etu, kuten kaikki muutkin kirurginen robotti, oli käsien vapinavaikutuksen täydellinen eliminointi, josta jopa maailman kokeneimmat ja parhaat kirurgit kärsivät.
4. ZEUS-robotti ja ohjausasema
Robotti on tarkka sopivan suodattimen käytön ansiosta, joka eliminoi tärinän noin 6 Hz:n taajuudella, mikä on tyypillistä ihmisen kättelylle. Edellä mainittu da Vinci (5) tuli tunnetuksi vuoden 1998 alussa, kun ranskalainen joukkue suoritti maailman ensimmäisen yksittäisen sepelvaltimon ohitusleikkauksen.
Muutamaa kuukautta myöhemmin mitraaliläpän leikkaus tehtiin onnistuneesti, ts. leikkaus sydämen sisällä. Lääketieteessä tämä oli tuolloin tapahtuma, joka oli verrattavissa Pathfinder-luotaimen laskeutumiseen Marsin pinnalle vuonna 1997.
Da Vincin neljä instrumentteihin päättyvää käsivartta menevät potilaan kehoon pienten ihoviillojen kautta. Laitetta ohjaa konsolin ääressä istuva kirurgi, joka on varustettu teknisellä näköjärjestelmällä, jonka ansiosta hän näkee leikatun kohteen kolmiulotteisesti, HD-resoluutiolla, luonnollisin värein ja 10x suurennuksella.
Tämä edistynyt tekniikka mahdollistaa sairaiden kudosten täydellisen poistamisen, erityisesti syöpäsolujen vahingoittamien kudosten, sekä vaikeapääsyisten paikkojen, kuten lantion tai kallonpohjan, tarkastelun.
Muut lääkärit voivat tarkkailla da Vincin toimintaa jopa tuhansien kilometrien päässä. Tämä mahdollistaa monimutkaisten kirurgisten toimenpiteiden suorittamisen arvostetuimpien asiantuntijoiden tietämyksellä ilman, että heitä viedään leikkaussaliin.
Lääketieteellisten robottien tyypit Kirurgiset robotit - niiden tärkein ominaisuus on lisääntynyt tarkkuus ja siihen liittyvä pienempi virheriski. Kuntoutustyöt - helpottaa ja tukee pysyvästi tai tilapäisesti toimintavammaisten (toipumisaikana) sekä vammaisten ja vanhusten elämää.
Suurinta ryhmää käytetään: diagnosointiin ja kuntoutukseen (yleensä terapeutin valvonnassa ja potilaan itsenäisesti, pääasiassa etäkuntoutuksessa), asennon vaihtamiseen ja harjoituksiin sängyssä (robottisänky), liikkuvuuden parantamiseen (vammaisten robottipyörätuolit ja eksoskeletonit) hoito (robotit), akateeminen ja työapu (robottityötilat tai robottihuoneet) sekä tiettyjen kognitiivisten häiriöiden hoito (terapeuttiset robotit lapsille ja vanhuksille).
Biorobotit ovat ryhmä robotteja, jotka on suunniteltu matkimaan ihmisiä ja eläimiä ja joita käytämme kognitiivisiin tarkoituksiin. Esimerkkinä on japanilainen opetusrobotti, jota tulevat lääkärit harjoittelevat kirurgiassa. Robotit, jotka korvaavat avustajan leikkauksen aikana - niiden pääsovellus koskee kirurgin kykyä ohjata robottikameran asentoa, mikä tarjoaa hyvän "näkymän" leikatuista kohteista.
Siellä on myös puolalainen robotti
Tarina lääketieteellinen robotiikka Puolassa aloittivat vuonna 2000 Zabrzen sydänkirurgian kehittämissäätiön tutkijat, jotka kehittävät prototyyppiä RobinHeart-robottiperheestä (6). Niissä on segmentoitu rakenne, jonka avulla voit valita oikeat laitteet eri toimintoihin.
Seuraavat mallit luotiin: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - itsenäisellä pohjalla ja teollisuustietokoneen ohjaamana; RobinHeart 2 - kiinnitetty leikkauspöytään, kahdella kiinnikkeellä, joihin voit asentaa kirurgiset instrumentit tai katselupolun endoskooppisella kameralla; Endoskoopin ohjaamiseen käytetään RobinHeart mc2:ta ja RobinHeart Visionia.
Aloittaja, koordinaattori, oletusten, toiminnan suunnittelun ja monien mekatronisten projektiratkaisujen luoja. Puolalainen kirurginen robotti Robinhart oli lääkäri. Zbigniew Nawrat. Yhdessä edesmenneen prof. Zbigniew Religa oli kaikkien Zabrzen asiantuntijoiden tekemien töiden kummisetä yhteistyössä akateemisten keskusten ja tutkimuslaitosten kanssa.
RobinHeartin parissa työskennellyt suunnittelijat, elektroniikka, IT ja mekaanikot neuvottelivat jatkuvasti lääketieteellisen tiimin kanssa selvittääkseen, mitä korjauksia siihen tarvittiin.
"Tammikuussa 2009 Sleesian lääketieteellisen yliopiston tutkimuskeskuksessa Katowicessa eläimiä hoidettaessa robotti suoritti helposti kaikki sille osoitetut tehtävät. Tällä hetkellä sille myönnetään todistuksia.
6. Puolalainen lääketieteellinen robotti RobinHeart
Kun löydämme sponsoreita, se menee massatuotantoon", sanoi Zbigniew Nawrat Zabrzen sydänkirurgian kehittämissäätiöstä. Puolalaisella suunnittelulla on paljon yhteistä amerikkalaisen da Vincin kanssa - sen avulla voit luoda 3D-kuvan HD-laadulla, poistaa käsien tärinän ja instrumentit tunkeutuvat teleskooppisesti potilaaseen.
RobinHeartia ei ohjata erityisillä ohjaussauvilla, kuten da Vincillä, vaan painikkeilla. Yhden käden kiillotus robottikirurgi pystyy käyttämään jopa kahta työkalua, jotka voidaan lisäksi poistaa milloin tahansa, esimerkiksi manuaalista käyttöä varten.
Valitettavasti ensimmäisen puolalaisen kirurgisen robotin tulevaisuus on edelleen hyvin epävarma. Toistaiseksi on vain yksi mc2, jota ei ole vielä leikattu elävälle potilaalle. Syy? Sijoittajia ei ole tarpeeksi.
Dr. Navrat on etsinyt niitä monta vuotta, mutta RobinHeart-robottien käyttöönotto puolalaisissa sairaaloissa vaatii noin 40 miljoonaa zł. Viime vuoden joulukuussa esiteltiin prototyyppi kevyestä kannettavasta videoseurantarobotista monenlaisiin kliinisiin sovelluksiin: RobinHeart PortVisionAble.
Sen rakentamisen rahoittivat Tutkimus- ja kehityskeskus, Sydänkirurgian kehittämisrahaston varat ja monet sponsorit. Tänä vuonna laitteesta on tarkoitus julkaista kolme mallia. Jos eettinen toimikunta suostuu käyttämään niitä kliinisessä kokeessa, ne testataan sairaalaympäristössä.
Ei vain leikkausta
Alussa mainittiin robotit, jotka työskentelevät lasten kanssa sairaalassa ja keräävät verta. Lääketiede voisi löytää näille koneille lisää "sosiaalista" käyttöä.
Esimerkki on robottipuheterapeutti Etelä-Kalifornian yliopistossa luotu Bandit on suunniteltu tukemaan autististen lasten terapiaa. Se näyttää lelulta, joka on suunniteltu helpottamaan kosketusta sairaiden kanssa.
7. Robotti Clara pukeutunut sairaanhoitajaksi
Sen "silmissä" on kaksi kameraa, ja asennettujen infrapuna-anturien ansiosta kahdella pyörällä liikkuva robotti pystyy määrittämään lapsen asennon ja ryhtymään tarvittaviin toimiin.
Oletuksena hän yrittää ensin lähestyä pientä potilasta, mutta kun tämä juoksee karkuun, hän pysähtyy ja viitoittaa häntä lähestymään.
Tyypillisesti lapset lähestyvät robottia ja muodostavat sen kanssa siteen, koska se pystyy ilmaisemaan tunteita "kasvojen ilmeillä".
Näin lapset pääsevät mukaan peliin, ja robotin läsnäolo helpottaa myös sosiaalista vuorovaikutusta, kuten keskustelua. Robotin kamerat mahdollistavat myös lapsen käytöksen tallentamisen, mikä tukee lääkärin antamaa terapiaa.
Kuntoutustyöt Tarjoten tarkkuuden ja toistettavuuden, ne mahdollistavat harjoitusten suorittamisen potilaille ilman terapeuttien osallistumista, mikä voi vähentää kustannuksia ja lisätä hoidossa olevien ihmisten määrää (tuettua eksoskeletonia pidetään yhtenä edistyneimmistä kuntoutusrobotin muodoista).
Lisäksi tarkkuus, jota henkilö ei voi saavuttaa, mahdollistaa kuntoutusajan lyhentämisen suuremman tehokkuuden vuoksi. käyttö kuntoutusrobotit kuitenkin turvallisuuden takaamiseksi tarvitaan terapeuttien valvontaa. Potilaat eivät usein huomaa liikaa kipua harjoituksen aikana, vaan uskovat virheellisesti, että esimerkiksi suurempi liikuntaannos johtaa nopeampiin tuloksiin.
Perinteisen hoidon tarjoaja huomaa todennäköisesti nopeasti liiallisen kivun tunteen, samoin kuin liian kevyen harjoituksen. Myös kunnostuksen hätäkeskeytys robotilla on tarpeen, jos esimerkiksi ohjausalgoritmi epäonnistuu.
Robot Clara (7), luonut USC Interaction Lab. robotti sairaanhoitaja. Se liikkuu ennalta määrättyjä reittejä pitkin ja havaitsee esteitä. Potilaat tunnistetaan skannaamalla vuoteiden viereen sijoitettuja koodeja. Robotti näyttää valmiiksi tallennettuja kuntoutusharjoitusohjeita.
Diagnostisia tarkoituksia varten kommunikointi potilaan kanssa tapahtuu vastausten "kyllä" tai "ei" kautta. Robotti on tarkoitettu sydäntoimenpiteiden jälkeisille ihmisille, joiden on suoritettava spirometriaharjoituksia jopa 10 kertaa tunnissa useiden päivien ajan. Se luotiin myös Puolassa. kuntoutusrobotti.
Sen on kehittänyt Michal Mikulski, Gliwicen Sleesian teknillisen yliopiston ohjaus- ja robotiikan osaston työntekijä. Prototyyppi oli eksoskeleton - potilaan kädessä pidettävä laite, joka pystyy analysoimaan ja parantamaan lihasten toimintaa. Se voisi kuitenkin palvella vain yhtä potilasta ja se olisi erittäin kallista.
Tutkijat päättivät luoda halvemman kiinteän robotin, joka voisi auttaa minkä tahansa kehon osan kuntouttamisessa. Kaikella innostuksella robotiikkaan on kuitenkin syytä muistaa, että käytetään robotit lääketieteessä se on täynnä paitsi ruusuja. Esimerkiksi leikkauksessa tähän liittyy huomattavia kustannuksia.
Puolassa sijaitsevaa da Vinci -järjestelmää käyttävä menettely maksaa noin 15-30 tuhatta. PLN, ja kymmenen menettelyn jälkeen sinun on ostettava uusi työkalusarja. NHF ei korvaa tälle laitteelle suoritettujen operaatioiden kustannuksia noin 9 miljoonaa zlotya.
Sen haittapuolena on myös toimenpiteen vaatiman ajan pidentäminen, mikä tarkoittaa, että potilaan on pysyttävä anestesiassa pidempään ja oltava kytkettynä keinotekoiseen verenkiertoon (sydänleikkauksen tapauksessa).
