Doctor Robot - början på medicinsk robotik
Det behöver inte vara specialistroboten som styr Luke Skywalkers arm, vilket vi såg i Star Wars (1). Maskinen behöver bara hålla sällskap och kanske underhålla sjuka barn på sjukhuset (2) - som i ALIZ-E-projektet, finansierat av EU.
Som en del av detta projekt, XNUMX Nao robotarsom var inlagda på sjukhus med barn med diabetes. De är programmerade för rent sociala funktioner, utrustade med tal- och ansiktsigenkänningsfärdigheter, samt olika didaktiska uppgifter relaterade till information om diabetes, dess förlopp, symtom och behandlingsmetoder.
Att vara medkännande som andra sjukhuspatienter är en utmärkt idé, men det finns rapporter överallt om att robotar tar verkligt medicinskt arbete på allvar. Bland dem, till exempel, Veebot, skapad av en kalifornisk startup. Hans uppgift är att ta blod för analys (3).
Enheten är utrustad med ett infrarött "vision"-system och riktar kameran mot motsvarande ven. När han väl hittar den undersöker han den vidare med hjälp av ultraljud och kontrollerar om den passar in i nålhålan. Om allt är bra sticker han en nål och tar blod.
Hela proceduren tar ungefär en minut. Veebots blodkärlsvalsnoggrannhet är 83 procent. Små? En sjuksköterska som gör detta manuellt har ett liknande resultat. Dessutom förväntas Veebot överstiga 90 % vid tidpunkten för kliniska prövningar.
1. Robot Doctor från Star Wars
2. Robot som följer med barn på sjukhuset
De var tvungna att arbeta i rymden.
Byggidé kirurgiska robotar etc. På NASA på 80- och 90-talen byggdes intelligenta operationssalar för att användas som utrustning för rymdfarkoster och orbitala baser som deltar i rymdutforskningsprogram.
3. Veebot - en robot för att samla in och analysera blod
Även om programmen stängdes fortsatte forskare vid Intuitive Surgical att arbeta med robotkirurgi och privata företag finansierade sina ansträngningar. Resultatet blev da Vinci, som först introducerades i slutet av 90-talet i Kalifornien.
Men först i världen kirurgisk robot godkänd och godkänd för användning 1994 av US Food and Drug Administration var robotsystemet AESOP.
Hans jobb var att hålla och stabilisera kameror under minimalt invasiva kirurgiska ingrepp. Nästa var ZEUS, en kontrollerad trearmad robot som används vid laparoskopisk kirurgi (4), mycket lik da Vinci-roboten som skulle komma senare.
I september 2001, medan han var i New York, tog Jacques Maresco, med hjälp av ZEUS robotkirurgiska system, bort gallblåsan från en 68-årig patient på en klinik i Strasbourg.
Förmodligen den viktigaste fördelen med ZEUS, precis som alla andra kirurgisk robot, det var en fullständig eliminering av handskakande effekt som påverkar även de mest erfarna och bästa kirurgerna i världen.
4. ZEUS robot och kontrollstation
Roboten är exakt tack vare användningen av ett lämpligt filter som eliminerar vibrationer med en frekvens på cirka 6 Hz, karakteristiskt för ett mänskligt handslag. Ovannämnda da Vinci (5) blev känd i början av 1998, när ett franskt lag genomförde världens första singeloperation för koronar bypass.
Några månader senare genomfördes framgångsrikt operation på mitralisklaffen, d.v.s. operation inuti hjärtat. För medicin på den tiden var detta en händelse jämförbar med landningen av Pathfinder-sonden på Mars yta 1997.
Da Vincis fyra armar, som slutar med instrument, går in i patientens kropp genom små snitt i huden. Enheten styrs av en kirurg som sitter vid en konsol, utrustad med ett tekniskt synsystem, tack vare vilket han ser det opererade området i tre dimensioner, i HD-upplösning, i naturliga färger och med 10x förstoring.
Denna avancerade teknik låter dig helt ta bort sjuk vävnad, särskilt de som drabbats av cancerceller, och även undersöka svåråtkomliga områden, såsom bäckenet eller skallbasen.
Andra läkare kan observera da Vincis operationer även på platser flera tusen kilometer bort. Detta gör att komplexa kirurgiska ingrepp kan utföras med hjälp av kunskapen från de mest respekterade specialisterna utan att ta med den in i operationssalen.
Typer av medicinska robotar Kirurgiska robotar - deras viktigaste egenskap är ökad noggrannhet och därmed minskad risk för fel. Rehabiliteringsarbete – underlätta och stödja livet för personer med bestående eller tillfälliga funktionsnedsättningar (under återhämtningsperioden), samt funktionshindrade och äldre.
Den största gruppen används för: diagnos och rehabilitering (vanligtvis under överinseende av en terapeut, och självständigt av patienten, främst inom telerehabilitering), byte av ställningar och övningar i sängen (robotsängar), förbättring av rörligheten (robotrullstolar för funktionshindrade och exoskelett), vård (robotar), hjälp med studier och arbete (robotarbetsplatser eller robotrum), och terapi för vissa kognitiva störningar (terapeutiska robotar för barn och äldre).
Biorobotar är en grupp robotar designade för att imitera människor och djur som vi använder i kognitiva syften. Ett exempel är den japanska utbildningsroboten, på vilken blivande läkare utbildar sig i kirurgi. Robotar som ersätter en assistent under operationen - deras huvudsakliga tillämpning gäller kirurgens förmåga att kontrollera robotkamerans position, vilket ger en bra "vy" över de opererade områdena.
Det finns också en polsk robot
Story medicinsk robotik i Polen startades år 2000 av forskare från Foundation for the Development of Cardiac Surgery i Zabrze, och utvecklade en prototyp av robotfamiljen RobinHeart (6). De har en segmenterad struktur som gör att du kan välja rätt utrustning för olika operationer.
Följande modeller skapades: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - med en oberoende bas och styrd av en industriell dator; RobinHeart 2 - fäst vid operationsbordet, med två fästen på vilka du kan installera kirurgiska instrument eller en visningsbana med en endoskopisk kamera; RobinHeart mc2 och RobinHeart Vision används för att styra endoskopet.
Initiativtagare, koordinator, skapare av antaganden, verksamhetsplanering och många mekatroniska lösningar för projektet. Polsk kirurgisk robot Robin Hart var läkare. Zbigniew Navrat. Tillsammans med framlidne prof. Zbigniew Religa var gudfadern till allt arbete som utfördes av specialister från Zabrze i samråd med akademiska centra och forskningsinstitut.
Teamet av designers, elektronik, IT och mekaniker som arbetade på RobinHeart samrådde ständigt med det medicinska teamet för att fastställa vilka korrigeringar som behövde göras i det.
"I januari 2009, vid Center for Experimental Medicine vid Medical University of Silesia i Katowice, vid behandling av djur, utförde roboten lätt alla uppgifter som den tilldelats. Certifikat för det utfärdas för närvarande.
6. Polsk medicinsk robot RobinHeart
När vi hittar sponsorer kommer det att gå i serieproduktion”, säger Zbigniew Nowrat från Foundation for the Development of Cardiac Surgery i Zabrze. Den polska designen har mycket gemensamt med amerikanska da Vinci - den tillåter bildandet av en 3D-bild i HD-kvalitet, eliminerar handskakningar och instrumenten penetrerar teleskopiskt inuti patienten.
RobinHeart styrs inte av speciella joysticks, som da Vincis, utan av knappar. En hand av polska robotkirurg kan hålla upp till två verktyg, som dessutom kan tas bort när som helst, till exempel för att använda dem manuellt.
Tyvärr är framtiden för den första polska robotkirurgen fortfarande mycket osäker. Än så länge är det bara en mc2 som ännu inte har opererat en levande patient. Orsak? Det finns inte tillräckligt med investerare.
Dr Nowrat har letat efter dem i många år, men det behövs cirka 40 miljoner zloty för att introducera RobinHeart-robotar på polska sjukhus. I december förra året avtäcktes en prototyp av en lätt, bärbar videospårningsrobot för ett brett spektrum av kliniska applikationer: RobinHeart PortVisionAble.
Dess konstruktion finansierades av National Centre for Research and Development, Foundation for the Development of Cardiac Surgery och många sponsorer. I år är det planerat att släppa tre modeller av enheten. Om etikkommittén går med på att använda dem i ett kliniskt experiment kommer de att testas på sjukhus.
Inte bara operation
I början nämnde vi robotar som arbetar med barn på sjukhus och samlar blod. Medicin kan hitta mer "sociala" användningsområden för dessa maskiner.
Ett exempel är robot logoped Bandit, skapad vid University of Southern California, är utformad för att stödja terapi för barn med autism. Det ser ut som en leksak som är designad för att underlätta kontakt med patienter.
7. Robot Clara i sjuksköterskedräkt
Det finns två kameror i dess "ögon", och tack vare installerade infraröda sensorer kan roboten, som rör sig på två hjul, bestämma barnets position och vidta lämpliga åtgärder.
Som standard försöker han närma sig den lilla patienten först, men när han springer iväg stannar han och gör en gest åt honom att närma sig.
Vanligtvis kommer barn att närma sig roboten och bilda ett band med den på grund av dess förmåga att uttrycka känslor genom ansiktsuttryck.
Detta håller barnen engagerade i leken, och robotens närvaro underlättar också sociala interaktioner som konversation. Robotens kameror gör det också möjligt att registrera barnets beteende, vilket stödjer den terapi som läkaren ger.
Rehabiliteringsarbete Genom att tillhandahålla precision och repeterbarhet tillåter de övningar att utföras på patienter med mindre involvering av terapeuter, vilket minskar kostnaderna och ökar antalet personer som behandlas (det assisterade exoskelettet anses vara en av de mest avancerade formerna av rehabiliteringsrobotar).
Dessutom gör en ouppnåelig noggrannhet för människor det möjligt att minska rehabiliteringstiden på grund av större effektivitet. användande rehabiliteringsrobotar dock krävs tillsyn av terapeuter för att säkerställa säkerheten. Patienter rapporterar ofta inte för mycket smärta under träning, och tror felaktigt att till exempel en högre dos av träning leder till snabbare resultat.
Överdriven smärtkänsla kommer sannolikt snabbt att märkas av en traditionell terapeut, liksom träning som är för lätt. Det är också nödvändigt att säkerställa möjligheten till akut avbrott av rehabilitering med hjälp av en robot, till exempel om styralgoritmen misslyckas.
Robot Clara (7), skapad av USC Interaction Lab. robotsjuksköterska. Den rör sig längs förutbestämda rutter och upptäcker hinder. Patienterna identifieras genom skanningskoder som placeras bredvid deras sängar. Roboten visar förinspelade instruktioner för rehabiliteringsövningar.
Kommunikation i diagnostiskt syfte med patienten sker genom svaren ”ja” eller ”nej”. Roboten är designad för personer efter hjärtingrepp som behöver utföra spirometriska övningar upp till 10 gånger i timmen under flera dagar. Den skapades också i Polen. robot som underlättar rehabilitering.
Det utvecklades av Michal Mikulski, en medlem av avdelningen för kontroll och robotik vid Silesian University of Technology i Gliwice. Prototypen var ett exoskelett - en enhet som bärs på patientens arm, som kan analysera och förbättra muskelfunktionen. Det kunde dock bara tjäna en patient och skulle bli mycket dyrt.
Forskare bestämde sig för att skapa en billigare stationär robot som kunde hjälpa till med rehabilitering av vilken del av kroppen som helst. Men med all entusiasm för robotik är det värt att komma ihåg att användningen robotar inom medicin den är beströdd med mer än bara rosor. Inom till exempel kirurgi är detta förenat med betydande kostnader.
Proceduren med da Vinci-systemet, som ligger i Polen, kostar cirka 15-30 tusen. PLN, och efter tio procedurer måste du köpa en ny uppsättning instrument. NHF ersätter inte kostnaderna för operationer som utförs med denna utrustning som uppgår till cirka 9 miljoner zloty.
Det har också nackdelen att det ökar tiden som krävs för ingreppet, vilket innebär att patienten måste ligga i narkos längre och kopplas till hjärt-lungbypass (vid hjärtoperationer).
