Доктор робот – медициналық робототехниканың бастамасы

Бұл біз «Жұлдызды соғыстарда» көрген Люк Скайуолкердің қолын басқаратын маман робот болуы міндетті емес (1). Автокөлік компанияда болу және мүмкін ауру балаларды ауруханада (2) көңіл көтеру үшін жеткілікті - Еуропалық Одақ қаржыландыратын ALIZ-E жобасындағы сияқты.

Осы жобаның бөлігі ретінде ХNUMX Nao роботтарықант диабетімен ауыратын балалармен ауруханаға түскен. Олар таза әлеуметтік функцияларға бағдарламаланған, сөйлеу және бет-әлпетті тану дағдыларымен жабдықталған, сондай-ақ қант диабеті, оның ағымы, белгілері және емдеу әдістері туралы ақпаратқа байланысты әртүрлі дидактикалық тапсырмалар.

Зардап шеккендер ретінде жанашырлық таныту - тамаша идея, бірақ роботтар нақты медициналық жұмысты шын жүректен атқарып жатқаны туралы хабарлар барлық жерден келіп жатыр. Олардың ішінде, мысалы, Калифорниялық стартап жасаған Veebot. Оның міндеті - талдау үшін қан алу (3).

Құрылғы камераны тиісті тамырға бағыттайтын инфрақызыл «көру» жүйесімен жабдықталған. Оны тапқаннан кейін ол иненің қуысына сәйкес келетінін білу үшін ультрадыбыстықпен одан әрі қарайды. Егер бәрі ретімен болса, ине шаншып, қан алады.

Бүкіл процедура шамамен бір минутты алады. Вееботтың қан тамырларын таңдау дәлдігі 83 пайызды құрайды. Кішкентай? Мұны қолмен жасайтын медбике де осындай нәтиже береді. Сонымен қатар, Veebot клиникалық сынақтар кезінде 90% -дан асады деп күтілуде.

1. Жұлдызды соғыстардағы робот дәрігер

2. Ауруханада балалармен бірге жүретін робот

Олар ғарышта жұмыс істеуге мәжбүр болды.

құрылыс идеясы хирургиялық роботтар т.б. 80 және 90 жылдары АҚШ-тың NASA ғарышты зерттеу бағдарламаларына қатысатын ғарыш аппараттары мен орбиталық базалар үшін жабдық ретінде пайдаланылатын интеллектуалды операциялық бөлмелерді салды.

3. Veebot – қан жинауға және талдауға арналған робот

Бағдарламалар жабылғанымен, Intuitive Surgical зерттеушілері жеке компаниялар олардың күш-жігерін қаржыландыра отырып, роботтық хирургия бойынша жұмысты жалғастырды. Нәтиже 90-жылдардың соңында Калифорнияда алғаш рет енгізілген да Винчи болды.

Бірақ алдымен әлемдегі бірінші хирургиялық робот 1994 жылы АҚШ-тың Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы бекіткен және пайдалануға рұқсат берген AESOP роботтық жүйесі болды.

Оның жұмысы аз инвазивті операциялар кезінде камераларды ұстап тұру және тұрақтандыру болды. Одан әрі ZEUS, лапароскопиялық хирургияда қолданылатын үш қарулы, басқарылатын робот (4), кейінірек келетін да Винчи роботына өте ұқсас.

2001 жылдың қыркүйегінде Нью-Йоркте болған кезде Жак Мареско Страсбург клиникасында ZEUS роботты хирургиялық жүйесі арқылы 68 жастағы науқастың өт қабын алып тастады.

Бәлкім, басқалар сияқты ZEUS-тің ең маңызды артықшылығы хирургиялық робот, тіпті әлемдегі ең тәжірибелі және ең жақсы хирургтар зардап шегетін қол дірілінің әсерін толығымен жою болды.

4. ZEUS роботы және басқару станциясы

Робот адамның қол алысуына тән шамамен 6 Гц жиіліктегі тербелістерді болдырмайтын сәйкес сүзгіні қолданудың арқасында дәл. Жоғарыда аталған да Винчи (5) 1998 жылдың басында француз командасы әлемдегі алғашқы жалғыз коронарлық шунттау операциясын жасаған кезде танымал болды.

Бірнеше айдан кейін митральды қақпақшаға операция сәтті орындалды, яғни. жүрекке операция жасау. Сол кездегі медицина үшін бұл 1997 жылы Марс бетіне Pathfinder зондының қонуымен салыстырылатын оқиға болды.

Да Винчидің аспаптармен аяқталатын төрт қолы науқастың денесіне терідегі кішкене тіліктерден енеді. Құрылғыны техникалық көру жүйесімен жабдықталған консольде отырған хирург басқарады, соның арқасында ол операция жасалған жерді үш өлшемде, HD ажыратымдылығында, табиғи түстерде және 10 есе үлкейту арқылы қарайды.

Бұл жетілдірілген әдіс ауру тіндерді, әсіресе қатерлі ісік жасушаларынан зардап шеккендерді толығымен алып тастауға, сондай-ақ жамбас немесе бас сүйегінің негізі сияқты жету қиын жерлерді тексеруге мүмкіндік береді.

Басқа дәрігерлер тіпті мыңдаған миль қашықтықта да Винчидің операцияларын бақылай алады. Бұл ең беделді мамандардың білімін пайдалана отырып, күрделі хирургиялық процедураларды операция бөлмесіне әкелмей-ақ жүргізуге мүмкіндік береді.

Медициналық роботтардың түрлері Хирургиялық роботтар – олардың ең маңызды ерекшелігі жоғары дәлдік және соған байланысты қателік қаупін азайту болып табылады. Оңалту жұмыстары – тұрақты немесе уақытша функционалдық бұзылыстары бар адамдардың (сауықтыру кезеңінде), сондай-ақ мүгедектер мен қарттардың өмірін жеңілдету және қолдау.  

Ең үлкен топ мыналар үшін қолданылады: диагностика және оңалту (әдетте терапевттің бақылауымен, ал пациент өз бетінше, негізінен телереабилитацияда), төсекте позициялар мен жаттығуларды өзгерту (роботты кереуеттер), ұтқырлықты жақсарту (мүгедектерге арналған роботты мүгедектер арбалары және экзоскелеттер), мейірбикелік күтім (роботтар), оқу және жұмысқа көмек (роботтандырылған жұмыс орындары немесе роботты бөлмелер) және белгілі бір когнитивті бұзылыстарды емдеу (балалар мен қарт адамдарға арналған терапевтік роботтар).

Биороботтар - когнитивтік мақсаттарда қолданатын адамдар мен жануарларды имитациялауға арналған роботтар тобы. Мысал ретінде болашақ дәрігерлер хирургияға үйрету үшін пайдаланатын жапондық білім беру роботын келтіруге болады. Операция кезінде ассистентті ауыстыратын роботтар - олардың негізгі қолдануы хирургтың роботты камераның орнын басқара алу мүмкіндігіне қатысты, ол операция жасалған учаскелердің жақсы «көрінісін» қамтамасыз етеді.

Сондай-ақ поляк роботы бар

История медициналық робототехника Польшада 2000 жылы Забрзе кардиохирургиясын дамыту қорының ғалымдары RobinHeart роботтар отбасының прототипін жасаумен айналысқан (6). Олардың әртүрлі операциялар үшін дұрыс жабдықты таңдауға мүмкіндік беретін сегменттелген құрылымы бар.

Келесі модельдер жасалды: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - тәуелсіз базасы бар және өнеркәсіптік компьютермен басқарылатын; RobinHeart 2 - операциялық үстелге бекітілген, хирургиялық құралдарды немесе эндоскопиялық камерасы бар көру жолын орнатуға болатын екі кронштейні бар; RobinHeart mc2 және RobinHeart Vision эндоскопты басқару үшін қолданылады.

Бастамашы, үйлестіруші, жорамалдар жасаушы, операцияларды жоспарлау және көптеген мехатроникалық жоба шешімдері. Поляк хирургиялық роботы Робинхарт дәрігер болған. Збигнев Наврат. Марқұммен бірге проф. Збигнев Релига академиялық орталықтармен және ғылыми-зерттеу институттарымен кеңесе отырып, Забрзелік мамандар жүргізген барлық жұмыстардың ата-анасы болды.

RobinHeart-те жұмыс істеген дизайнерлер, электроника, IT және механиктер тобы оған қандай түзетулер енгізу керектігін анықтау үшін медициналық топпен үнемі кеңесіп отырды.

«2009 жылдың қаңтарында Катовицедегі Силезия медициналық университетінің Эксперименттік медицина орталығында жануарларды емдеу кезінде робот өзіне жүктелген барлық тапсырмаларды оңай орындады. Қазір оған сертификаттар беріліп жатыр.

6. Поляк медициналық роботы RobinHeart

Демеушілер табылған кезде ол сериялық өндіріске көшеді», - деді Забрзедегі кардиохирургияны дамыту қорының өкілі Збигнев Наврат. Поляк дизайны американдық да Винчимен көп ұқсастыққа ие - ол HD сапасында 3D кескінін жасауға мүмкіндік береді, қолдың дірілдеуін болдырмайды, ал құралдар пациентке телескопиялық түрде енеді.

RobinHeart да Винчи сияқты арнайы джойстиктермен емес, түймелермен басқарылады. Бір қолмен жылтырату робот-хирург екі құралға дейін пайдалануға қабілетті, сонымен қатар оларды кез келген уақытта алып тастауға болады, мысалы, оларды қолмен пайдалану.

Өкінішке орай, бірінші поляк хирургиялық роботының болашағы өте белгісіз. Әзірге тірі науқасқа ота жасамаған бір ғана мк2 бар. Себебі? Инвесторлар жеткіліксіз.

Доктор Наврат оларды көп жылдар бойы іздеді, бірақ поляк ауруханаларында RobinHeart роботтарын енгізу үшін шамамен 40 миллион zł қажет. Өткен жылдың желтоқсан айында клиникалық қолданбалардың кең ауқымына арналған жеңіл портативті бейне трекер роботының прототипі ұсынылды: RobinHeart PortVisionAble.

Оның құрылысын Ұлттық ғылыми-зерттеу орталығы, кардиохирургияны дамыту қоры және көптеген демеушілер қаржыландырды. Биыл құрылғының үш үлгісін шығару жоспарлануда. Егер Этика комитеті оларды клиникалық экспериментте пайдалануға келіссе, олар аурухана жағдайында сынақтан өтеді.

Операция ғана емес

Басында ауруханада балалармен жұмыс істеп, қан жинайтын роботтарды айттық. Медицина бұл машиналар үшін көбірек «әлеуметтік» пайдалануды таба алады.

Мысалы логопед робот Оңтүстік Калифорния университетінде құрылған «Бандит» аутизмі бар балаларға терапияны қолдауға арналған. Бұл аурумен қарым-қатынасты жеңілдету үшін жасалған ойыншыққа ұқсайды.

7. Клара робот медбике болып киінген

Оның «көзінде» екі камера бар және орнатылған инфрақызыл сенсорлардың арқасында екі дөңгелекте қозғалатын робот баланың орнын анықтап, тиісті әрекеттерді жасай алады.

Әдепкі бойынша ол алдымен кішкентай науқасқа жақындауға тырысады, бірақ қашып кеткенде, ол тоқтап, оған жақындауға ымдайды.

Әдетте, балалар роботқа жақындайды және оның эмоцияларды «бет әлпетімен» білдіру қабілетіне байланысты онымен байланыс жасайды.

Бұл балалардың ойынға қатысуына мүмкіндік береді, ал роботтың болуы әңгімелесу сияқты әлеуметтік қарым-қатынасты да жеңілдетеді. Сондай-ақ роботтың камералары дәрігер көрсеткен терапияны қолдап, баланың мінез-құлқын жазуға мүмкіндік береді.

Қалпына келтіру жұмыстары дәлдік пен қайталанымдылықты қамтамасыз ете отырып, олар терапевттердің аз тартылуымен емделушілерде жаттығуларды орындауға мүмкіндік береді, бұл шығындарды азайтуға және емделетін адамдардың санын арттыруға мүмкіндік береді (қолдау көрсетілетін экзоскелет оңалту роботының ең озық түрлерінің бірі болып саналады).

Сонымен қатар, адам үшін қол жетімсіз дәлдік тиімдірек болғандықтан оңалту уақытын қысқартуға мүмкіндік береді. пайдалану қалпына келтіру роботтары дегенмен, қауіпсіздікті қамтамасыз ету үшін терапевттердің бақылауы қажет. Науқастар жиі жаттығу кезінде тым көп ауырсынуды байқамайды, мысалы, жаттығудың жоғары дозасы жылдам нәтижеге әкеледі деп қате сенеді.

Тым жеңіл жаттығулар сияқты шамадан тыс ауырсыну сезімін дәстүрлі терапия провайдері тез байқайды. Сондай-ақ, мысалы, басқару алгоритмі сәтсіз болған жағдайда, роботты пайдалана отырып, оңалтуды шұғыл үзу мүмкіндігін қамтамасыз ету қажет.

USC Interaction Lab жасаған Клара роботы (7). робот медбике. Ол кедергілерді анықтай отырып, алдын ала белгіленген маршруттар бойынша қозғалады. Науқастар кереуеттердің жанына қойылған сканерлеу кодтары арқылы танылады. Робот қалпына келтіру жаттығулары үшін алдын ала жазылған нұсқауларды көрсетеді.

Науқаспен диагностикалық мақсаттағы байланыс «иә» немесе «жоқ» жауаптары арқылы жүзеге асады. Робот кардиологиялық процедуралардан кейін бірнеше күн бойы сағатына 10 рет спирометрия жаттығуларын орындауды қажет ететін адамдарға арналған. Ол Польшада да құрылды. оңалту роботы.

Оны Гливице қаласындағы Силезия технологиялық университетінің басқару және робототехника бөлімінің қызметкері Михал Микульски әзірлеген. Прототип экзоскелет болды - бұлшық ет жұмысын талдауға және жақсартуға қабілетті пациенттің қолына киетін құрылғы. Дегенмен, ол тек бір науқасқа қызмет көрсете алады және өте қымбат болады.

Ғалымдар дененің кез келген бөлігін қалпына келтіруге көмектесетін арзанырақ стационарлық робот жасауды ұйғарды. Дегенмен, робототехникаға деген барлық ынта-жігерімен оны пайдалануды есте ұстаған жөн медицинадағы роботтар ол тек раушан гүлдерімен ғана емес. Мысалы, хирургияда бұл айтарлықтай шығындармен байланысты.

Польшада орналасқан да Винчи жүйесін қолданатын процедура шамамен 15-30 мың тұрады. PLN, ал он процедурадан кейін сізге жаңа құралдар жинағын сатып алу керек. NHF шамамен 9 миллион PLN сомасындағы осы жабдықта орындалған операциялардың шығындарын өтемейді.

Сондай-ақ, процедураға қажетті уақытты ұлғайту кемшілігі бар, яғни пациент ұзақ уақыт бойы анестезияда болуы және жасанды қан айналымына қосылуы керек (жүрекке операция болған жағдайда).