Доктор Робот – початок медичної робототехніки
Це не обов'язково має бути робот-спеціаліст, який керує рукою Люка Скайуокера, якого ми бачили в «Зоряних війнах» (1). Машині достатньо скласти компанію і, можливо, розважити хворих дітей у лікарні (2) — як у проекті ALIZ-E, який фінансує Європейський Союз.
В рамках цього проекту було підготовлено XNUMX Нао роботиякі були госпіталізовані з дітьми, хворими на цукровий діабет. Вони запрограмовані на суто соціальні функції, забезпечені навичками розпізнавання мови та міміки, а також різними дидактичними завданнями, пов'язаними з інформацією про діабет, його перебіг, симптоми та методи лікування.
Співчувати у ролі товаришів по лікарняних стражданнях — чудова ідея, але звідусіль надходять повідомлення про те, що роботи всерйоз беруться за справжню медичну роботу. Серед них, наприклад Veebot, створений каліфорнійським стартапом. Його завдання взяти кров на аналіз (3).
Пристрій оснащений системою інфрачервоного зору і наведенням камери на відповідну вену. Як тільки він її знаходить, він додатково досліджує її за допомогою УЗД, перевіряючи, чи вона підходить для порожнини голки. Якщо все гаразд, він встромляє голку і бере кров.
Уся процедура займає близько хвилини. Точність вибору кровоносних судин Veebot становить 83 відсотки. Маленький? Медсестра, яка робить це вручну, має аналогічний результат. Крім того, очікується, що на момент клінічних випробувань Veebot перевищить 90%.
1. Робот – лікар із «Зоряних війн»
2. Робот, який супроводжує дітей у лікарні
Вони мали працювати у космосі.
Ідея будівлі хірургічні роботи та т.зв. в НАСА США в 80-х і 90-х роках були побудовані інтелектуальні операційні, які мали використовуватися як обладнання для космічних кораблів і орбітальних баз, що беруть участь у програмах підкорення космосу.
3. Veebot - робот для збору та аналізу крові
Хоча програми закрилися, дослідники з Intuitive Surgical продовжували працювати над роботизованою хірургією, а приватні компанії фінансували їхні зусилля. Результатом став да Вінчі, вперше представлений наприкінці 90-х у Каліфорнії.
Але спочатку перший у світі хірургічний робот схваленою та схваленою для використання у 1994 році Управлінням з санітарного нагляду за якістю харчових продуктів та медикаментів США була роботизована система AESOP.
Його робота полягала в тому, щоб утримувати та стабілізувати камери під час малоінвазивних хірургічних операцій. Наступним був ZEUS - керований трирукий робот, що використовується в лапароскопічній хірургії (4), дуже схожий на робота да Вінчі, який з'явиться пізніше.
У вересні 2001 року, перебуваючи в Нью-Йорку, Жак Мареско за допомогою роботизованої хірургічної системи ZEUS видалив жовчний міхур 68-річному пацієнтові в клініці Страсбурга.
Напевно найголовніша перевага ZEUS, як і у всіх хірургічний робот, було повне усунення ефекту тремтіння рук, яким страждають навіть найдосвідченіші та найкращі хірурги у світі.
4. Робот ZEUS та станція управління
Робот точний завдяки використанню відповідного фільтра, який усуває вібрації із частотою близько 6 Гц, характерні для рукостискання людини. Згаданий вище да Вінчі (5) прославився на початку 1998 року, коли французька бригада провела першу у світі одиночну операцію коронарного шунтування.
Через кілька місяців успішно проведена операція на мітральному клапані, тобто. операція всередині серця. Для тогочасної медицини це була подія, порівнянна з посадкою зонда «Патфайндер» на поверхню Марса в 1997 році.
Чотири руки да Вінчі, що закінчуються інструментами, входять у тіло пацієнта через невеликі надрізи на шкірних покривах. Апаратом управляє хірург, що сидить за пультом, оснащений системою технічного зору, завдяки якій він переглядає опероване місце в трьох вимірах, у роздільній здатності HD, в природних кольорах і з 10-кратним збільшенням.
Така передова методика дозволяє повністю видалити хворі тканини, особливо уражені раковими клітинами, а також оглянути важкодоступні місця, наприклад, в області тазу або основи черепа.
Інші лікарі можуть спостерігати за операціями да Вінчі навіть у місцях, віддалених на кілька тисяч кілометрів. Це дозволяє проводити складні хірургічні процедури, використовуючи знання найавторитетніших фахівців, не приносячи їх до операційної.
Хірургічні роботи - їх найважливішою особливістю є підвищена точність і пов'язаний з цим знижений ризик помилки. Реабілітаційні роботи – полегшують та підтримують життя людей з постійними або тимчасовими функціональними порушеннями (у період одужання), а також інвалідів та людей похилого віку.
Найчисленніша група використовується для: діагностики та реабілітації (як правило, під наглядом терапевта, та самостійно пацієнтом, в основному при телереабілітації), зміни положення та вправ у ліжку (роботизовані ліжка), покращення рухливості (роботизовані крісла-коляски для інвалідів та екзоскелети) , догляд (роботи), допомога у навчанні та роботі (роботизовані робочі місця або роботизовані кімнати), а також терапія при деяких когнітивних розладах (терапевтичні роботи для дітей та людей похилого віку).
Біороботи - група роботів, створених для імітації людей і тварин, яких ми використовуємо з пізнавальною метою. Прикладом може бути японський освітній робот, у якому майбутні лікарі тренуються у хірургії. Роботи, що замінюють помічника під час операції - основне їх застосування стосується можливості хірурга керувати положенням роботизованої камери, що забезпечує хороший огляд оглядових місць.
Є ще польський робот
Історія медична робототехніка у Польщі було розпочато у 2000 році вченими з Фонду розвитку кардіохірургії Забже, які розробляють прототип сімейства роботів RobinHeart (6). Вони мають сегментовану структуру, яка дозволяє підібрати відповідне обладнання для різних операцій.
Були створені такі моделі: RobinHeart 0, RobinHeart 1 – з незалежною базою та керовані промисловим комп'ютером; RobinHeart 2 – прикріплюється до операційного столу з двома кронштейнами, на які можна встановити хірургічні інструменти або оглядову доріжку з ендоскопічною камерою; RobinHeart mc2 та RobinHeart Vision використовуються для управління ендоскопом.
Ініціатор, координатор, творець припущень, планування операцій та багатьох мехатронних рішень проекту. Польський хірургічний робот РобінХарт був лікарем. Збігнєв Наврат. Разом із покійним проф. Збігнєв Реліга був хрещеним батьком усіх робіт, виконаних фахівцями із Забже у консультації з академічними центрами та науково-дослідними інститутами.
Група дизайнерів, електронників, ІТ та механіків, які працювали над RobinHeart, постійно консультувалися з медичною командою, щоб визначити, які виправлення необхідно внести до нього.
«У січні 2009 року в Центрі експериментальної медицини Медичного університету Сілезії в Катовицях під час лікування тварин робот легко виконував усі покладені на нього завдання. Нині оформляються сертифікати нею.
6. Польський медичний робот RobinHeart
Коли знайдемо спонсорів, він піде у серійне виробництво», — сказав Збігнєв Наврат із Фонду розвитку кардіохірургії у Забжі. Польська конструкція має багато спільного з американським да Вінчі - вона дозволяє формувати 3D-зображення в HD якості, виключає тремтіння рук, а інструменти телескопічно проникають усередину пацієнта.
RobinHeart управляється не спеціальними джойстиками, як у да Вінчі, а кнопками. Одна рука польської робот-хірург здатний володіти до двох інструментів, які, крім того, можна зняти будь-якої миті, наприклад, щоб використовувати їх вручну.
На жаль, майбутнє першого польського робота-хірурга залишається дуже невизначеним. Поки що є лише один mc2, який ще не оперував живого пацієнта. Причина? Інвесторів не вистачає.
Доктор Наврат шукав їх протягом багатьох років, але для впровадження роботів RobinHeart у польських лікарнях потрібно близько 40 мільйонів злотих. У грудні минулого року було представлено прототип легкого портативного відеотрекового робота для широкого спектра клінічних застосувань: RobinHeart PortVisionAble.
Його будівництво фінансувалося Національним центром досліджень та розробок, засобами Фонду розвитку кардіохірургії та багатьох спонсорів. Цього року планується випустити три моделі апарату. Якщо Комітет з етики погодиться використовувати їх у клінічному експерименті, вони будуть протестовані за умов лікарні.
Не лише хірургія
На початку ми згадали роботів, які працюють із дітьми в лікарні та збирають кров. Медицина може знайти більш «соціальне» застосування цих машин.
прикладом є робот-логопед Bandit створений в Університеті Південної Каліфорнії, призначений для підтримки терапії дітей з аутизмом. Схоже на іграшку, призначену для полегшення контакту з хворими.
7. Робот Клара у костюмі медсестри
У його «очах» дві камери, а завдяки встановленим інфрачервоним датчикам робот, пересуваючись на двох колесах, здатний визначати положення дитини та робити відповідні дії.
За замовчуванням він намагається підійти до маленького пацієнта першим, але коли той тікає, зупиняється та жестами підштовхує його до підходу.
Зазвичай діти підходять до роботи та формують з ним зв'язок завдяки його здатності виражати емоції «мімікою».
Це дозволяє залучити дітей до гри, а присутність робота також полегшує соціальні взаємодії, такі як розмова. Камери робота також дозволяють записувати поведінку дитини, підтримуючи терапію, що проводиться лікарем.
Реабілітаційні роботи забезпечуючи точність і повторюваність, вони дозволяють виконувати вправи з пацієнтами, з меншим залученням терапевтів, що дозволяє знизити витрати та збільшити кількість людей, які проходять лікування (екзоскелет з підтримкою вважається однією з передових форм реабілітаційного робота).
Крім того, недосяжна для людини точність дозволяє скоротити термін реабілітації за рахунок більшої ефективності діяльності. використання реабілітаційні роботи проте для забезпечення безпеки потрібне спостереження терапевтів. Пацієнти часто не відзначають занадто сильний біль під час занять, помилково вважаючи, що, наприклад, вища доза вправ призводить до швидшого результату.
Надмірне відчуття болю, ймовірно, буде швидко помічено постачальником традиційної терапії, як і дуже легкі вправи. Також необхідно забезпечити можливість екстреного переривання реабілітації з використанням робота, наприклад, при збої алгоритму керування.
Робот Клара (7) створений USC Interaction Lab. робот-медсестра. Він рухається заздалегідь заданими маршрутами, виявляючи перешкоди. Пацієнти розпізнаються шляхом сканування кодів, розміщених поруч із ліжками. Робот відображає заздалегідь записані інструкції з реабілітаційних вправ.
Спілкування з діагностичною метою з пацієнтом відбувається за допомогою відповідей «так» чи «ні». Робот призначений для людей після кардіологічних процедур, яким необхідно виконувати спірометричні вправи до 10 разів на годину протягом кількох днів. Він також був створений у Польщі. робот, який полегшує реабілітацію.
Його розробив Міхал Мікульскі, співробітник відділу управління та робототехніки Сілезького політехнічного університету у Глівицях. Прототипом послужив екзоскелет - пристрій, що одягається на руку пацієнта, здатний аналізувати та покращувати роботу м'язів. Однак він міг обслуговувати лише одного пацієнта і був би дуже дорогим.
Вчені вирішили створити дешевшого стаціонарного робота, який міг би допомогти у реабілітації будь-якої частини тіла. Однак при всьому ентузіазмі щодо робототехніки варто пам'ятати, що використання роботи в медицині він усипаний не лише трояндами. У хірургії, наприклад, це пов'язано із значними витратами.
Процедура з використанням системи да Вінчі, яка розташована в Польщі, коштує близько 15-30 тисяч. PLN, а через десять процедур потрібно купити новий набір інструментів. NHF не відшкодовує витрати на операції, виконані з цим обладнанням на суму близько 9 мільйонів злотих.
Його недоліком є збільшення часу, необхідного для процедури, що означає, що пацієнт повинен довше залишатися під наркозом і підключатися до штучного кровообігу (у разі операції на серці).
