Doctor Robot - het begin van medische robotica
Het hoeft niet de gespecialiseerde robot te zijn die de arm van Luke Skywalker bestuurt die we in Star Wars (1) zagen. Het is genoeg voor de auto om gezelschap te houden en misschien zieke kinderen in het ziekenhuis te vermaken (2) - zoals in het ALIZ-E-project dat door de Europese Unie wordt gefinancierd.
Als onderdeel van dit project, XNUMX Nao-robotsdie in het ziekenhuis waren opgenomen met kinderen met diabetes. Ze zijn geprogrammeerd voor puur sociale functies, uitgerust met spraak- en gezichtsherkenningsvaardigheden, evenals verschillende didactische taken met betrekking tot informatie over diabetes, het beloop, symptomen en behandelmethoden.
Meeleven met lotgenoten is een geweldig idee, maar overal komen berichten binnen dat robots echt medisch werk gaan doen. Onder hen bijvoorbeeld Veebot, gemaakt door een Californische startup. Zijn taak is om bloed af te nemen voor analyse (3).
Het apparaat is uitgerust met een infrarood "vision"-systeem en richt de camera op de bijbehorende ader. Zodra hij het heeft gevonden, onderzoekt hij het verder met een echo om te zien of het in de naaldholte past. Als alles in orde is, steekt hij een naald en neemt bloed af.
De hele procedure duurt ongeveer een minuut. De nauwkeurigheid van de bloedvatselectie van Veebot is 83 procent. Klein? Een verpleegkundige die dit met de hand doet, heeft een vergelijkbaar resultaat. Bovendien wordt verwacht dat Veebot de 90% zal overschrijden tegen de tijd van klinische proeven.
1. Robotdokter uit Star Wars
2. Een robot die kinderen in het ziekenhuis begeleidt
Ze moesten in de ruimte werken.
bouw idee chirurgische robots enzovoort. In de jaren tachtig en negentig bouwde de Amerikaanse NASA intelligente operatiekamers die moesten worden gebruikt als uitrusting voor ruimtevaartuigen en orbitale bases die deelnamen aan ruimteverkenningsprogramma's.
3. Veebot - een robot voor het verzamelen en analyseren van bloed
Hoewel de programma's werden gesloten, bleven onderzoekers van Intuitive Surgical werken aan robotchirurgie, waarbij particuliere bedrijven hun inspanningen financierden. Het resultaat was da Vinci, voor het eerst geïntroduceerd in de late jaren 90 in Californië.
Maar eerst 's werelds eerste chirurgische robot goedgekeurd en goedgekeurd voor gebruik in 1994 door de Amerikaanse Food and Drug Administration was het AESOP-robotsysteem.
Het was zijn taak om camera's vast te houden en te stabiliseren tijdens minimaal invasieve operaties. De volgende was ZEUS, een driearmige, bestuurbare robot die wordt gebruikt bij laparoscopische chirurgie (4), zeer vergelijkbaar met de da Vinci-robot die later zou komen.
In september 2001 verwijderde Jacques Maresco in New York de galblaas van een 68-jarige patiënt in een kliniek in Straatsburg met behulp van het ZEUS-robotchirurgische systeem.
Waarschijnlijk het belangrijkste voordeel van ZEUS, net als iedereen chirurgische robot, was de volledige eliminatie van het effect van trillende handen, waar zelfs de meest ervaren en beste chirurgen ter wereld last van hebben.
4. ZEUS robot en controlestation
De robot is nauwkeurig dankzij het gebruik van een geschikt filter dat trillingen elimineert met een frequentie van ongeveer 6 Hz, die typerend zijn voor een menselijke handdruk. De eerder genoemde da Vinci (5) werd begin 1998 beroemd toen een Frans team 's werelds eerste enkele coronaire bypass-operatie uitvoerde.
Een paar maanden later werd de mitralisklepoperatie met succes uitgevoerd, d.w.z. operatie in het hart. Voor de geneeskunde in die tijd was dit een gebeurtenis vergelijkbaar met de landing van de Pathfinder-sonde op het oppervlak van Mars in 1997.
De vier armen van Da Vinci, eindigend in instrumenten, komen het lichaam van de patiënt binnen via kleine incisies in de huid. Het apparaat wordt bestuurd door een chirurg die aan de console zit, uitgerust met een technisch visiesysteem, waardoor hij de geopereerde site in drie dimensies, in HD-resolutie, in natuurlijke kleuren en met een vergroting van 10x bekijkt.
Deze geavanceerde techniek maakt het mogelijk om ziek weefsel volledig te verwijderen, vooral dat van kankercellen, en om moeilijk bereikbare plaatsen, zoals het bekken of de schedelbasis, te inspecteren.
Andere artsen kunnen de operaties van Da Vinci zelfs op duizenden kilometers afstand observeren. Hierdoor kunnen complexe chirurgische ingrepen worden uitgevoerd met de kennis van de meest gerenommeerde specialisten, zonder dat ze in de operatiekamer hoeven te komen.
Soorten medische robots Chirurgische robots - hun belangrijkste kenmerk is een verhoogde nauwkeurigheid en het bijbehorende verminderde risico op fouten. Revalidatiewerken - vergemakkelijken en ondersteunen het leven van mensen met permanente of tijdelijke functionele beperkingen (tijdens de herstelperiode), evenals gehandicapten en ouderen.
De grootste groep wordt ingezet voor: diagnostiek en revalidatie (meestal onder begeleiding van een therapeut, en zelfstandig door de patiënt, voornamelijk bij telerevalidatie), houdingsveranderingen en oefeningen in bed (robotbedden), verbetering van de mobiliteit (robotrolstoelen voor gehandicapten en exoskeletten) zorg (robots), academische en werkbegeleiding (robotwerkplekken of robotkamers) en therapie voor bepaalde cognitieve stoornissen (therapeutische robots voor kinderen en ouderen).
Biorobots zijn een groep robots die is ontworpen om mensen en dieren na te bootsen die we gebruiken voor cognitieve doeleinden. Een voorbeeld is een Japanse onderwijsrobot die door toekomstige artsen wordt gebruikt om chirurgie te trainen. Robots die een assistent tijdens een operatie vervangen - hun belangrijkste toepassing betreft het vermogen van de chirurg om de positie van de robotcamera te controleren, die een goed "zicht" op de geopereerde locaties biedt.
Er is ook een Poolse robot
Verhaal medische robotica in Polen werd in 2000 opgericht door wetenschappers van de Stichting voor de Ontwikkeling van Hartchirurgie in Zabrze, die een prototype van de RobinHeart-robotfamilie ontwikkelen (6). Ze hebben een gesegmenteerde structuur waarmee u de juiste apparatuur voor verschillende bewerkingen kunt kiezen.
De volgende modellen zijn gemaakt: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - met een onafhankelijke basis en bestuurd door een industriële computer; RobinHeart 2 - bevestigd aan de operatietafel, met twee beugels waarop u chirurgische instrumenten of een kijkpad met een endoscopische camera kunt installeren; RobinHeart mc2 en RobinHeart Vision worden gebruikt om de endoscoop aan te sturen.
Initiatiefnemer, coördinator, bedenker van aannames, operationele planning en vele mechatronische projectoplossingen. Poolse chirurgische robot Robinhart was een dokter. Zbigniew Nawrat. Samen met wijlen prof. Zbigniew Religa was de peetvader van alle werken die werden uitgevoerd door specialisten uit Zabrze in overleg met academische centra en onderzoeksinstituten.
De groep ontwerpers, elektronica, IT en monteurs die aan RobinHeart werkten, waren constant in overleg met het medische team om te bepalen welke reparaties eraan moesten worden gedaan.
“In januari 2009, in het Centrum voor Experimentele Geneeskunde van de Medische Universiteit van Silezië in Katowice, voerde de robot bij het behandelen van dieren gemakkelijk alle taken uit die hem waren toegewezen. Momenteel worden hiervoor certificaten uitgegeven.
6. Poolse medische robot RobinHeart
Als we sponsors vinden, gaat het in serieproductie”, zegt Zbigniew Nawrat van de Foundation for the Development of Cardiac Surgery in Zabrze. Het Poolse ontwerp heeft veel gemeen met de Amerikaanse da Vinci - het stelt je in staat om een 3D-beeld in HD-kwaliteit te creëren, elimineert handtrillingen en de instrumenten dringen telescopisch de patiënt binnen.
RobinHeart wordt niet bestuurd door speciale joysticks, zoals die van da Vinci, maar door knoppen. Polijsten met één hand robot chirurg kan maximaal twee gereedschappen hanteren, die bovendien op elk moment kunnen worden verwijderd, bijvoorbeeld om ze handmatig te gebruiken.
Helaas blijft de toekomst van de eerste Poolse chirurgische robot erg onzeker. Tot nu toe is er slechts één mc2 die nog geen levende patiënt heeft geopereerd. Oorzaak? Er zijn niet genoeg investeerders.
Dr. Navrat zoekt ze al vele jaren, maar de introductie van RobinHeart-robots in Poolse ziekenhuizen kost ongeveer 40 miljoen zł. In december vorig jaar werd een prototype gepresenteerd van een lichtgewicht draagbare videotrackerrobot voor een breed scala aan klinische toepassingen: RobinHeart PortVisionAble.
De bouw ervan werd gefinancierd door het Nationaal Centrum voor Onderzoek en Ontwikkeling, fondsen van het Fonds voor de Ontwikkeling van Hartchirurgie en vele sponsors. Dit jaar is het de bedoeling om drie modellen van het toestel uit te brengen. Als de ethische commissie ermee instemt om ze in een klinisch experiment te gebruiken, zullen ze worden getest in een ziekenhuisomgeving.
Niet alleen chirurgie
In het begin noemden we robots die met kinderen in het ziekenhuis werken en bloed verzamelen. De geneeskunde zou meer "sociale" toepassingen voor deze machines kunnen vinden.
Een voorbeeld is: robot logopedist Bandit, gemaakt aan de Universiteit van Zuid-Californië, is ontworpen om therapie voor kinderen met autisme te ondersteunen. Het ziet eruit als speelgoed dat is ontworpen om het contact met zieken te vergemakkelijken.
7. Robot Clara verkleed als verpleegster
Er zitten twee camera's in zijn "ogen" en dankzij de geïnstalleerde infraroodsensoren kan de robot, die op twee wielen rijdt, de positie van het kind bepalen en passende acties ondernemen.
Standaard probeert hij eerst de kleine patiënt te benaderen, maar wanneer hij wegrent, stopt hij en gebaart hem naar de nadering.
Doorgaans zullen kinderen de robot benaderen en er een band mee vormen vanwege zijn vermogen om emoties te uiten met "gezichtsuitdrukkingen".
Hierdoor kunnen kinderen betrokken raken bij het spel, en de aanwezigheid van de robot vergemakkelijkt ook sociale interacties zoals conversatie. De camera's van de robot registreren ook het gedrag van het kind en ondersteunen zo therapie onder leiding van een arts.
Revalidatie werk ze bieden nauwkeurigheid en herhaalbaarheid en maken het mogelijk om oefeningen op patiënten uit te voeren met minder betrokkenheid van therapeuten, wat de kosten kan verlagen en het aantal mensen dat een behandeling ondergaat kan verhogen (het ondersteunde exoskelet wordt beschouwd als een van de meest geavanceerde vormen van revalidatierobots).
Bovendien maakt nauwkeurigheid, onbereikbaar voor een persoon, het mogelijk om de revalidatieperiode te verkorten vanwege een grotere efficiëntie. gebruik revalidatie robots toezicht door therapeuten is echter vereist om de veiligheid te waarborgen. Patiënten merken vaak niet al te veel pijn tijdens inspanning, omdat ze ten onrechte denken dat bijvoorbeeld een hogere dosis inspanning tot snellere resultaten leidt.
Een overmatig pijngevoel wordt waarschijnlijk snel opgemerkt door de traditionele behandelaar, net als te lichte oefeningen. Het is ook nodig om de mogelijkheid te bieden van een noodonderbreking van revalidatie met behulp van een robot, bijvoorbeeld als het besturingsalgoritme faalt.
Robot Clara (7), gemaakt door USC Interaction Lab. robot verpleegster. Het beweegt langs vooraf bepaalde routes en detecteert obstakels. Patiënten zijn te herkennen aan scancodes die naast de bedden zijn geplaatst. De robot geeft vooraf opgenomen instructies voor revalidatieoefeningen weer.
Communicatie voor diagnostische doeleinden met de patiënt vindt plaats via de antwoorden "ja" of "nee". De robot is bedoeld voor mensen die na hartoperaties gedurende meerdere dagen tot 10 keer per uur spirometrie-oefeningen moeten uitvoeren. Het is ook gemaakt in Polen. revalidatie robot.
Het is ontwikkeld door Michal Mikulski, een medewerker van de afdeling Controle en Robotica van de Silesian University of Technology in Gliwice. Het prototype was een exoskelet - een apparaat dat op de hand van de patiënt wordt gedragen en dat de spierfunctie kan analyseren en verbeteren. Het zou echter slechts één patiënt kunnen dienen en zou erg duur zijn.
Wetenschappers besloten een goedkopere stationaire robot te maken die zou kunnen helpen bij het herstel van elk deel van het lichaam. Met al het enthousiasme voor robotica is het echter de moeite waard eraan te denken dat het gebruik van robots in de geneeskunde het is niet alleen bezaaid met rozen. Bij chirurgie gaat dit bijvoorbeeld gepaard met aanzienlijke kosten.
De procedure met behulp van het da Vinci-systeem, gevestigd in Polen, kost ongeveer 15-30 duizend. PLN, en na tien procedures moet u een nieuwe set gereedschappen kopen. NHF vergoedt niet de kosten van operaties die aan deze apparatuur zijn uitgevoerd voor een bedrag van ongeveer 9 miljoen PLN.
Het heeft ook het nadeel dat de procedure langer duurt, waardoor de patiënt langer onder narcose moet blijven en aangesloten moet worden op de kunstmatige bloedsomloop (in het geval van een hartoperatie).
