Doctor Robot - o comezo da robótica médica
Non ten que ser o robot especialista que controla o brazo de Luke Skywalker que vimos en Star Wars (1). Abonda con que o coche faga compañía e quizais entreteña aos nenos enfermos no hospital (2) -como no proxecto ALIZ-E financiado pola Unión Europea-.
Como parte deste proxecto, XNUMX Nao robotsque foron hospitalizados con nenos con diabetes. Están programados para funcións puramente sociais, dotados de habilidades de fala e recoñecemento facial, así como diversas tarefas didácticas relacionadas coa información sobre a diabetes, o seu curso, síntomas e métodos de tratamento.
Empatizar como compañeiros de sufrimento é unha gran idea, pero chegan informes de todas partes de que os robots están asumindo un traballo médico real en serio. Entre eles, por exemplo, Veebot, creado por unha startup californiana. A súa tarefa é tomar sangue para análise (3).
O dispositivo está equipado cun sistema de "visión" por infravermellos e apunta a cámara á vea correspondente. Unha vez que o atopa, examina máis a fondo cunha ecografía para ver se cabe na cavidade da agulla. Se todo está en orde, mete unha agulla e toma sangue.
Todo o procedemento leva aproximadamente un minuto. A precisión da selección de vasos sanguíneos de Veebot é do 83 por cento. Pequena? Unha enfermeira que fai isto a man ten un resultado similar. Ademais, espérase que Veebot supere o 90% no momento dos ensaios clínicos.
1. Robot Doutor de Star Wars
2. Un robot que acompaña aos nenos no hospital
Tiveron que traballar no espazo.
idea de construción robots cirúrxicos etc. Nas décadas de 80 e 90, a NASA estadounidense construíu quirófanos intelixentes que ían ser utilizados como equipos para as naves espaciais e as bases orbitais que participaban en programas de exploración espacial.
3. Veebot - un robot para recoller e analizar sangue
Aínda que os programas pecharon, os investigadores de Intuitive Surgical continuaron traballando na cirurxía robótica, e as empresas privadas financiaron os seus esforzos. O resultado foi da Vinci, introducido por primeira vez en California a finais dos 90.
Pero primeiro o primeiro do mundo robot cirúrxico aprobado e aprobado para o seu uso en 1994 pola Administración de Drogas e Alimentos dos Estados Unidos foi o sistema robótico AESOP.
O seu traballo consistía en suxeitar e estabilizar as cámaras durante as cirurxías mínimamente invasivas. O seguinte foi ZEUS, un robot orientable de tres brazos que se utiliza na cirurxía laparoscópica (4), moi semellante ao robot da Vinci que viría despois.
En setembro de 2001, mentres estaba en Nova York, Jacques Maresco extirpelle a vesícula biliar dun paciente de 68 anos nunha clínica de Estrasburgo mediante o sistema cirúrxico robótico ZEUS.
Probablemente a vantaxe máis importante de ZEUS, como todos os demais robot cirúrxico, foi a eliminación completa do efecto do tremor das mans, que sofren ata os cirurxiáns máis experimentados e mellores do mundo.
4. Robot e estación de control ZEUS
O robot é preciso grazas ao uso dun filtro axeitado que elimina as vibracións a unha frecuencia duns 6 Hz, típica dun apretón de mans humano. O citado da Vinci (5) fíxose famoso a principios de 1998 cando un equipo francés realizou a primeira operación de bypass coronario único do mundo.
Uns meses despois, realizouse con éxito a cirurxía da válvula mitral, é dicir. cirurxía dentro do corazón. Para a medicina daquela, este era un evento comparable ao aterraxe da sonda Pathfinder na superficie de Marte en 1997.
Os catro brazos de Da Vinci, rematados en instrumentos, entran no corpo do paciente a través de pequenas incisións na pel. O dispositivo está controlado por un cirurxián sentado na consola, equipado cun sistema de visión técnica, grazas ao cal visualiza o lugar operado en tres dimensións, en resolución HD, en cores naturais e cun aumento de 10x.
Esta técnica avanzada permite a eliminación completa do tecido enfermo, especialmente os afectados por células cancerosas, así como inspeccionar lugares de difícil acceso, como a pelve ou a base do cranio.
Outros médicos poden observar as operacións de Da Vinci incluso en lugares a miles de quilómetros de distancia. Isto permite realizar procedementos cirúrxicos complexos utilizando os coñecementos dos especialistas máis reputados, sen levalos ao quirófano.
Tipos de robots médicos Robots cirúrxicos: a súa característica máis importante é o aumento da precisión e a redución do risco de erro asociado. Obras de rehabilitación: facilitan e apoian a vida das persoas con deficiencias funcionais permanentes ou temporais (durante o período de recuperación), así como das persoas con discapacidade e da terceira idade.
O grupo máis numeroso utilízase para: diagnóstico e rehabilitación (normalmente baixo a supervisión dun terapeuta, e de forma independente polo paciente, principalmente en telerehabilitación), o cambio de posición e exercicios en cama (camas robóticas), a mellora da mobilidade (cadeiras de rodas robóticas para persoas con discapacidade e exoesqueletos), enfermería (robots), asistencia á aprendizaxe e ao traballo (lugares de traballo robotizados ou salas de robótica) e terapia para determinados trastornos cognitivos (robots terapéuticos para nenos e anciáns).
Os biorobots son un grupo de robots deseñados para imitar a humanos e animais que usamos con fins cognitivos. Un exemplo é un robot educativo xaponés utilizado por futuros médicos para adestrarse en cirurxía. Robots que substitúen ao asistente durante a operación: a súa principal aplicación refírese á capacidade do cirurxián para controlar a posición da cámara robótica, o que proporciona unha boa "visión" dos sitios operados.
Tamén hai un robot polaco
Historia robótica médica en Polonia foi iniciado en 2000 por científicos da Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, que estaban a desenvolver un prototipo da familia de robots RobinHeart (6). Teñen unha estrutura segmentada que permite escoller o equipo axeitado para varias operacións.
Creáronse os seguintes modelos: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - cunha base independente e controlado por un ordenador industrial; RobinHeart 2 - unido á mesa de operación, con dous soportes nos que pode instalar instrumentos cirúrxicos ou un camiño de visualización cunha cámara endoscópica; RobinHeart mc2 e RobinHeart Vision úsanse para controlar o endoscopio.
Iniciador, coordinador, creador de supostos, planificación de operacións e moitas solucións de proxectos mecatrónicos. Robot cirúrxico polaco Robinhart era médico. Zbigniew Nawrat. Xunto co falecido Prof. Zbigniew Religa foi o padriño de todos os traballos realizados por especialistas de Zabrze en consulta con centros académicos e institutos de investigación.
O grupo de deseñadores, electrónicos, informáticos e mecánicos que traballaron en RobinHeart estivo en constante consulta co equipo médico para determinar que correccións había que facerlle.
“En xaneiro de 2009, no Centro de Medicina Experimental da Universidade Médica de Silesia en Katowice, ao tratar animais, o robot realizaba facilmente todas as tarefas que se lle asignaban. Actualmente, estase emitindo certificados para iso.
6. Robot médico polaco RobinHeart
Cando atopemos patrocinadores, entrará en produción en serie ", dixo Zbigniew Nawrat da Fundación para o Desenvolvemento da Cirurxía Cardíaca en Zabrze. O deseño polaco ten moito en común co da Vinci americano: permítelle crear unha imaxe 3D en calidade HD, elimina o tremor das mans e os instrumentos penetran telescópicamente no paciente.
RobinHeart non está controlado por joysticks especiais, como o de Da Vinci, senón por botóns. Esmaltado dunha man cirurxián robot capaz de manexar ata dúas ferramentas que, ademais, poden ser eliminadas en calquera momento, por exemplo, para usalas manualmente.
Desafortunadamente, o futuro do primeiro robot cirúrxico polaco segue sendo moi incerto. Ata agora, só hai un mc2 que aínda non operou a un paciente vivo. ¿Porque? Non hai investimentos suficientes.
O doutor Navrat leva moitos anos buscándoos, pero a introdución dos robots RobinHeart nos hospitais polacos require uns 40 millóns de zł. En decembro do ano pasado presentouse un prototipo dun robot rastreador de vídeo portátil lixeiro para unha ampla gama de aplicacións clínicas: RobinHeart PortVisionAble.
A súa construción foi financiada polo Centro Nacional de Investigación e Desenvolvemento, fondos do Fondo para o Desenvolvemento da Cirurxía Cardíaca e moitos patrocinadores. Este ano está previsto lanzar tres modelos do dispositivo. Se o Comité de Ética acepta utilizalos nun experimento clínico, probaranse nun hospital.
Non só cirurxía
Ao principio, mencionamos robots que traballaban con nenos no hospital e recollían sangue. A medicina podería atopar usos máis "sociais" para estas máquinas.
Un exemplo é robot logopeda Bandit, creado na Universidade do Sur de California, está deseñado para apoiar a terapia para nenos con autismo. Parece un xoguete que está deseñado para facilitar o contacto cos enfermos.
7. Robot Clara vestida de enfermeira
Hai dúas cámaras nos seus "ollos" e grazas aos sensores infravermellos instalados, o robot, que se move sobre dúas rodas, é capaz de determinar a posición do neno e tomar as accións adecuadas.
Por defecto, intenta achegarse primeiro ao pequeno paciente, pero cando foxe, detense e fai un aceno para que se achegue.
Normalmente, os nenos achegaranse ao robot e formarán un vínculo con el debido á súa capacidade para expresar emocións con "expresións faciais".
Isto permite que os nenos se impliquen no xogo, e a presenza do robot tamén facilita as interaccións sociais como a conversa. As cámaras do robot tamén permiten gravar o comportamento do neno, apoiando a terapia proporcionada polo médico.
Traballos de rehabilitación proporcionando precisión e repetibilidade, permiten realizar exercicios en pacientes con menor implicación dos terapeutas, o que pode reducir custos e aumentar o número de persoas que están en tratamento (o exoesqueleto soportado considérase unha das formas máis avanzadas de robot de rehabilitación).
Ademais, a precisión, inalcanzable para unha persoa, permite reducir o tempo de rehabilitación debido á maior eficiencia. uso robots de rehabilitación non obstante, é necesaria a supervisión dos terapeutas para garantir a seguridade. Os pacientes moitas veces non notan demasiada dor durante o exercicio, crendo erróneamente que, por exemplo, unha dose máis alta de exercicio leva a resultados máis rápidos.
É probable que o provedor de terapia tradicional note axiña unha sensación de dor excesiva, así como o exercicio que é demasiado leve. Tamén é necesario proporcionar a posibilidade dunha interrupción de emerxencia da rehabilitación mediante un robot, por exemplo, se o algoritmo de control falla.
Robot Clara (7), creado polo USC Interaction Lab. enfermeira robot. Desprázase por rutas predeterminadas, detectando obstáculos. Os pacientes son recoñecidos mediante códigos de dixitalización colocados xunto ás camas. O robot mostra instrucións previamente gravadas para exercicios de rehabilitación.
A comunicación con fins de diagnóstico co paciente prodúcese a través das respostas "si" ou "non". O robot está destinado a persoas despois de procedementos cardíacos que precisan realizar exercicios de espirometría ata 10 veces por hora durante varios días. Tamén se creou en Polonia. robot de rehabilitación.
Foi desenvolvido por Michal Mikulski, un empregado do Departamento de Control e Robótica da Universidade Tecnolóxica de Silesia en Gliwice. O prototipo era un exoesqueleto, un dispositivo que se usaba na man do paciente, capaz de analizar e mellorar a función muscular. Non obstante, só podería servir a un paciente e sería moi caro.
Os científicos decidiron crear un robot estacionario máis barato que podería axudar na rehabilitación de calquera parte do corpo. Non obstante, con todo o entusiasmo pola robótica, paga a pena lembrar que o uso de robots en medicina non só está chea de rosas. En cirurxía, por exemplo, isto está asociado a custos importantes.
O procedemento mediante o sistema da Vinci, situado en Polonia, custa uns 15-30 mil. PLN, e despois de dez procedementos cómpre mercar un novo conxunto de ferramentas. NHF non reembolsa os custos das operacións realizadas neste equipo por un importe aproximado de 9 millóns de PLN.
Tamén ten o inconveniente de aumentar o tempo necesario para o procedemento, o que significa que o paciente debe permanecer máis tempo baixo anestesia e estar conectado á circulación artificial (no caso da cirurxía cardíaca).
