Для чего роботы в медицине

Зачем нужны медицинские роботы?

Как можно разделить роботов по областям применения?

Следует прежде всего выделить роботов, призванных автоматизировать труд врача. К таким системам относятся роботы для облегчения диагностики заболеваний (включая диагностику в режиме телепристуствия), проведения хирургических операций, как da Vinci, радиационной терапии, реабилитации, анастезии и т.п.

Есть роботы, призванные облегчить труд младшего медицинского персонала, например, роботы для проведения инъекций и забора анализов, роботы-тележки для обхода больных, способные вносить данные в истории болезни на основе речи врача (системы speech-to text или в виде звуковых файлов).

В медицинских учреждениях спользуются разнообразные вспомогательные роботы, например, роботы-курьеры TransCar или TUG для транспортировки по медучреждениям лекарств, инструментов и прочего.

Использование медицинских роботов обеспечивает самые различые положительные эффекты:

— повышение уровня автоматизации облегчает труд врачей, повышает его производительность, может обеспечивать выход на принципиально новые уровни возможностей (повышение сложности доступных операций, снижение инвазивности операций и других видов лечения, а также вероятности врачебных ошибок)

— снижение расходов на средний и младший медицинский персонал, облегчение труда этого персонала, включая фармацевтов

— интенсификация процессов возвращения пациентов к нормальному существованию после травм, заболеваний, операций

— повышение мобильности маломобильных групп населения

— облегчение дожития для пожилых пациентов

— облегчение пребывания пациентов в больницах, сглаживание проблем, связанных с «отрывом» пациентов от привычного круга общения, от семьи, обеспечение контактов или удаленного наблюдения за пациентом в больнице или пожилым человеком у него дома членами его семьи, которые могут находиться в другом месте.

Источник

Роботы в медицине

В прошлом моем посте о телемедицине было упоминание робота-хирурга Да Винчи, которых на 2010 год было установлено около 1000 в мире. Но это далеко не единственное достижение робототехники, использованное в медицине.

В каких сферах и для чего используют роботов? В хирургии, в качестве сиделок для детей и пожилых, в телемедицине и даже для доставки лекарств. Подробнее — прошу под хабракат.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Робот Риба родом из Японии. Его представили в 2009 году. Главное его назначение — это с помощью своих длинных и сильных рук укачивать больных и пожилых людей. Это отличный помощник в клиниках, так как он может переносить пациентов с места на место, или же перекладывать из коляски в кровать.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

В 2009 представили RIBA II. Эта версия робота может поднимать пациентов прямо с пола, тогда как первый робот мог брать их только с коляски или кровати. Также грузоподъемность возросла до 176 фунтов, то есть около 80 кг, что на 41 фунт, или 18,5 кг больше, чем в первой версии.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Зачем японцам вообще нужен такой робот? Все дело в долгожительстве. В Японии к 2015 году количество пожилых людей, которым будет нужен уход, по прогнозам достигнет пяти с половиной миллионов человек. Вот и представьте, скольким медсестрам и санитарам придется поднимать ежедневно больных с футона на коляску, с коляски на кровать, обратно и так далее. Роботы для этих целей подходят лучше, а медсестры пусть занимаются своим делом — просто заботятся о пожилых.

А этот робот занесен в Книгу Рекордов Гиннесса как «Самый терапевтический в мире робот». Он оснащен множеством датчиков – прикосновений, света, звука, температуры и положения. Это необходимо для хорошей коммуникации с пациентом, помогает успокоить пациента.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Keepon нужен для того же, но он, по-моему, менее милый. Он танцует и реагирует на прикосновения.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Робот на раздаче

Еще один способ избавить медсестер от рутинной работы, занимая их время более полезными делами — это робот от Murata Machinery Ltd, предназначенный для выдачи лекарств.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Робот от Panasonic также предназначен для того, чтобы доставлять лекарства из аптеки больным. Первая версия этого робота уже могла хранить информацию о 400 пациентах, и выдавать лекарства в соответствии с рецептом по заявке больного или же медицинской сестры.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Телеприсутствие

Возвращаясь к вопросу телемедицины (которую на Хабре, судя по комментариям, считают телепередачами с Малышевой), стоит сказать о роботах телеприсутствия. Это комплексы, способные самостоятельно передвигаться, оснащенные камерами, дисплеями, динамиками и микрофонами, и дополнительно к ним — средствами для проведения диагностики и анализов. Такими средствами может быть как возможность подключения к аппаратам, например УЗИ, так и встроенные приборы — например, для аналиа крови.

В Российских реалиях использование таких роботов практически невозможно, потому что у нас везде проблемы с пандусами — что на въезде в клиники, что внутри них. Так что робот сможет передвигаться только в пределах одного этажа максимум, а минимум — в пределах комнаты, неспособный преодолеть здоровенный порожек.

PR-7
Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Vgo — управление осуществляется по 4G.
Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Хирургия

PUMA 560 стал первым роботом, использованным в нейрохирургии. Это робот-ассистент, представленный в 1985 году.
Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

В ортопедии при протезировании суставов в 1992 году начали использовать RoboDoc.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Позже появились ассистенты Зевс и Эзоп, но все равно главным действующим лицом при операции был хирург. В конце 1990-х это изменилось с появлением Да Винчи — робота для удаленных операций.

Хирург за пультом видит участок в 3D формате с многократным увеличением и работает с джойстиками. В это время четырехрукий робот делает совершает операцию. Изначально изображение не было объемным, конечно, но потом эту проблему решили.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Минутка трансформеров: ARES от итальянских ученых предназначен для проведения операций, не повреждая кожные покровы. Потому что пациент его проглатывает по частям, и также он выходит потом через кишечник. Внутри робот собирает сам себя, после чего хирург осуществляет операцию.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Обучение: симуляторы пациентов

Отправлять живых пациентов новичкам — не очень гуманно. Гораздо лучше попрактиковаться сначала на роботах, которые справляют естественные потребности, у которых бьется сердце и которые более-менее похожи на человека.

Наиболее функциональным роботом этого типа считают HPS (Human Patient Simulator). Он хранит в себе 30 различных профилей пациентов, отличающихся физиологией и индивидуальными реакциями на лекарства. Это могут быть профили здорового ребенка беременной женщины и пожилого алкоголика. Прощупываемый на сонных, плечевых, бедренных, лучевых подколенных артериях пульс меняется в зависимости от давления, робот выдыхает углекислый газ, что отображается на мониторах, а зрачки его реагируют на свет.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Со стоматологами — та же история. Хватит кромсать несчастных людей с больными зубками! Сначала на кошках тренируйтесь. На фото — Hanako 2, родом из Японии, что сразу видно.

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Пожалуйста, пишите в комментарии, какие еще роботы должны быть в этой публикации.

Источник

Применение робототехники в медицине

Ещё недавно мы с удивлением и неверием смотрели фильмы про Терминатора, Робокопа и тому подобные. Для нас это казалось далёким, невозможным и несбыточным будущим. Люди с частями тела из различных сплавов металла, роботы, помогающие по хозяйству, роботы заменяющие людей на производствах, всё это казалось невероятной выдумкой. Однако, на деле всё оказалось вполне реальным и достижимым. Более того, роботы вошли в нашу жизнь настолько, что мы порой их не замечаем.

Но сегодня мы поговорим о применении роботов в медицине. Эта область применения роботов настолько обширная, что разработки ведутся непрерывно. Ведущие мировые компании, занимающиеся робототехникой, постоянно совершенствуют свои разработки, придумывают новые, иногда, кажется невероятные, способы их применения. Ведутся разработки робота, который будет бороться с бактериальными инфекциями вместо антибиотиков.

Но расскажем обо всем по порядку. Области применения в медицине достаточно обширны. Это диагностика, дезинфекции, проведение высокоточных операций, лучевая терапия, 3D печать, реабилитация и восстановление пациентов после перенесенных тяжелых заболеваний или операций. И много чего другого.

Дезинфицирующие роботы

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

В больницу попадают люди, которые чем-то болеют. Естественно, что больница не может быть идеально чистым местом. Каждый раз, когда мы туда идём, многие думают о том, чтобы не заразиться еще какой-нибудь болезнью. Конечно, больницы убираются. Но это делают люди и, конечно, могут где-то что-то пропустить. Так вот тут на помощь как раз и приходит этот робот. Он заезжает в помещение и в течение нескольких минут облучает комнату мощным потоком ультрафиолета, до полного обеззараживания.

Роботы-медсестры

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Ведь именно на медицинских сестер приходится большая часть работы в больнице. Они заполняют карты пациентов, берут анализы, делают уколы и перевязки, и много чего другого. Так вот эти роботы-медсестры способны разгрузить людей. Например, они способны заносить данные в цифровые мед карты, проводить измерения показателей жизнедеятельности пациентов, перемещать тележки и каталки из одного помещения в другое и даже брать кровь на анализ.

Обучающие роботы

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

А как насчет обучающих макетов для врачей? Да, и они существуют. Причем настолько реалистичные, что там даже кровь из раны течёт. Ведь раньше врачи практиковались исключительно на живых пациентах или на трупах. Теперь у хирургов и других врачей есть возможность тренироваться на роботах, не боясь причинить вред живому человеку из-за того, что недостаточно практики. Так что, эти роботы тоже впечатляют.

И вот тут мы уже подобрались к более серьезным разработкам.

Робот-хирург

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Начнем с самого известного, и довольно успешно применяемого робота, daVinci.

Это устройство, которое полностью находится под контролем хирурга. Но благодаря этой технологии многократно возрастает точность проводимой операции. Робот является одновременно и рукой хирурга и инструментом, но при этом устройство полностью устраняет дрожание руки врача, если такое случится. Делаются только необходимые маленькие разрезы в определенных местах. А это значит, что снижается риск повреждения здоровых тканей и сосудов, развития инфекций и воспалений, сокращаются сроки заживления ран. Как результат, период восстановления после такой операции значительно сокращается. Эта технология успешно применяется уже 18 лет, но разработчики не останавливаются на достигнутом и всё время её совершенствуют.

Экзоскелеты

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Они успешно применяются для помощи парализованным людям, чтобы они снова могли ходить. Эту технологию активно используют в восстановительном лечении при реабилитации пациентов после тяжелых травм или для исправления пороков развития. Причем сейчас активно проводятся разработки экзоскелетов, управляемых непосредственно разумом человека.

Роботизированные протезы

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Экзоскелеты это одно, но ведь не всегда нужна такая большая система. Иногда нужно восстановить одну определенную функцию. Для этого достаточно установить протез. И где же тут робот? А вот протез и есть робот. В лаборатории MIT Biomechatronics создали роботизированные протезы. Они могут самостоятельно следить за своей работой и регулировать свои суставы до 750 раз в секунду. Более того, разработаны оболочки и импланты, благодаря которым протез взаимодействует напрямую с нервным волокнами пациента, и человек управляет этой роботизированной конечностью силой мысли. Так, как если бы это была его собственная рука или нога.

Диагностические роботы

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Не менее популярны в медицине и диагностические роботы. Например для проведения эндоскопии. Это процедура, при которой камера на длинном проводе или гибком шланге вводится врачом в полость тела, для поиска повреждений или следов заболевания. Гибкие роботы, которые используются компанией Medineering, более усовершенствованы. Врач может управлять ими как автомобилем RC и направлять непосредственно туда, куда ему нужно. Потом они удерживаются там, и, если это необходимо, могут сделать как биопсию, так и прижигание раны.

Ещё более совершенная система, это «капсульная эндоскопия». Робот проглатывается как таблетка и следуя по ЖКТ производит там сбор данных, делает снимки и отправляет данные в процессор для диагностики.

Еще один пример применения робототехники в медицине. Роботизированная биопсия MURAB. Это инновационная система проведения наименее травматичной биопсии под контролем УЗИ и МРТ. При этой процедуре, благодаря взаимодействию робота KUKA с МРТ и УЗИ, происходит сканирование пораженной области, в реальном времени и создается трехмерное изображение. У врача появляется возможность наиболее точно выбрать место взятия материала на анализ, при этом применяя более тонкую иглу.

Роботы в лучевой терапии

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Кстати, компания KUKA, разрабатывает много различной робототехники для медицины. И вот ещё одна замечательная разработка. Это роботизированная кушетка для точного позиционирования пациентов при проведении лучевой терапии. В неё встроена система рентгеновского изображения, которая перемещается вместе с пациентом. И благодаря этому можно наиболее точно направить луч на опухоль. Как результат, повышается точность терапии.

Но это не единственный робот, применяемый в лучевой терапии. И вот ещё один. Это TomoTherapy. Это уникальная система проведения лучевой терапии под контролем КТ и МРТ. При проведении процедуры на этом оборудовании максимально снижается воздействие облучения на здоровые ткани.

Что такое спиральная доставка TOMOHELIKAL? Во время процедуры пациент лежит на процедурном столе. Стол проходит сквозь центральное отверстие системы (как на КТ), в это время ускоритель совершает повороты на 360 вокруг пациента, непрерывно доставляя лучи непосредственно к опухоли, равномерно распределяя дозу. При этом воздействие на здоровые ткани минимально.

TOMODIRECT это тоже облучение, только во время этой процедуры ускоритель не вращается вокруг пациента. Прибор фиксируется под нужным углом, для достижения максимальной точности обработки пораженного участка. Эта технология включает в себя от 2 до 12 углов поворота прибора для направления пучка лучей и уровней воздействия, которые задает врач.

Это все большие роботы. Но есть и крошечные роботы, которые созданы для того, чтобы доставлять лекарства непосредственно в тот орган, или его часть, где оно необходимо.

Роботы-доставщики

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

И как же их доставить туда? С помощью магнитного поля по кровеносным сосудам. Новейшие технологии позволили разработать и создать микроботов с крошечными спиральными хвостами, которые и двигаются по сосудам человека и доставляют лекарство точно туда, где оно необходимо. При этом не наносится вред другим органам. Например ЖКТ, когда человек выпивает таблетку или микстуру, которые, прежде чем всосаться в кровь, могут нанести определенный вред стенками кишечника и желудка.

Но не всегда нужны такие сложные и серьёзные роботы.

Роботы-компаньоны

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Есть пациенты, за которыми нужен постоянный контроль и им нужен постоянный уход, да и просто компания. Это пожилые, умственно-отсталые или тяжело-больные люди. Вот им на помощь приходят роботы-компаньоны. Они, помимо того, что составляют компанию человеку, ещё и следят за его самочувствием, напоминают о своевременном приеме лекарств и даже могут вызвать помощь, если человек упадет.

Кстати, есть специальные роботы, которые помогают работникам больниц поднимать и перемещать пациентов.

Как видно, искусственный интеллект, может положительным образом влиять на лечение. Об этом более подробно можно прочитать в статье “Будущее медицины:как искусственный интеллект улучшает лечение”.

Роботы-ассистент

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Эти роботы помогают персоналу больниц, домашним сиделкам, в уходе за больными. Помогают перемещать больных, приподнимать и производить другие необходимые процедуры.

Роботы-упаковщики

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Обширно применение роботов и в других областях медицины. На фармацевтических фабриках используются роботы, которые упаковывают таблетки в блистеры, блистеры в упаковку, а упаковки в коробки, предназначенные для транспортировки в аптечную сеть и медицинские учреждения. Например FANUC. Так, компания Flexlink остановила свой выбор на двух моделях этих роботов. Обе модели оснащены системой технического зрения. Первый робот подхватывает изделия, которые неправильно или беспорядочно расположены на конвейерной ленте и кладет их в нужном порядке на следующий конвейер. Причем он не просто перекладывает изделия с одной ленты на другую, он проводит анализ изделий. Если есть отклонения от нормы, изделие убирается и потом отбраковывается. Потом второй робот аккуратно помещает изделия в упаковку. Такая система позволяет упростить конвейерную линию, делая ее не такой громоздкой, и повышает производительность. Также, данные роботы легко подстраиваться под любые виды изделий. Достаточно внести корректировку в программу.

3D-печать в медицине

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Еще одно направление в медицине, где применяется робототехника это 3D-печать органов и тканей человека. Если раньше это казалось невероятным и невозможным, то сейчас это стало реальностью. Точно так же, как на 3D-принтерах печатают объёмные детали, так и на биопринтерах печатают ткани и органы человека. Только применяют специальную биобумагу и клеточный материал вместо краски. Эта технология позволяет производить сверхточные модели органов или имплантов

В апреле 2019 года в Израиле напечатали первое маленькое сердце на 3D-принтере. Его размеры всего лишь около 2,5 см. Предполагается, что оно подойдет кролику. Это сердце содержит все необходимые сосуды и биологические материалы. Ученые надеются начать пересадки таких сердец подопытным животным. Сначала кроликам и крысам. Весной того же 2019 года, ученые Сеченовского университета, впервые установили пациенту титановый имплант в тазовом отделе. Этот имплант так же результат 3D-печати.

И в конце 2019 года, испанская компания Xkelet запустила производство заменителя гипса, производимого с помощью 3D-принтера. Он не боится воды, не вызывает аллергических реакций и его легко снимать, и даже предусмотрено его повторное использование. В середине марта 2020 года, когда коронавирусная инфекция распространилась по миру и разразилась в Италии, в больницах страны выявилась острая нехватка аппаратов искусственной вентиляции легких. Нарушилась система поставок и ремонт аппаратов для реанимации стал затруднителен. Тогда итальянские клиники начали закупать напечатанные на 3D-принтере запчасти. Это были клапаны для дыхательных аппаратов.

2020 год был довольно насыщенным для 3D-печати в медицине во всем мире. Начали печатать СИЗ для врачей, различные приспособления, для того, чтобы можно было подогнать индивидуально под себя размер защитных средств. Так же начали печать различных приспособлений для открывания дверей, чтобы можно было не трогать ее руками. В июле 2020 года Росатом сообщил о намерении производить металлические комплексы для проведения операций на позвоночнике.

В сентябре 2020 года специалисты Санкт-Петербургского государственного университета сообщили о разработанной технологии производства мягких нейропротезов NeuroPrint.И производить их будут с помощью 3D-печати. Эти протезы помогут поставить на ноги человека у которого серьезные повреждения спинного мозга. Эффективность данного метода доказана опытным путем. Правда эксперименты проводились на рыбках. В это же время, компания Русал объявила о выпуске биопротезов из алюминиевого порошка. И они тоже обязаны своим появлением 3D-принтеру.

И наконец о самом маленьком, но не менее впечатляющем роботе.

Антибактериальный наноробот

Для чего роботы в медицине. Смотреть фото Для чего роботы в медицине. Смотреть картинку Для чего роботы в медицине. Картинка про Для чего роботы в медицине. Фото Для чего роботы в медицине

Это крошечное устройство, состоящее из микроскопических золотых и нанопроволок (bling-bling). Они покрыты тромбоцитами и эритроцитами, которые могут очищать кровь от инфекций. Они работают как ловушка для бактерий. Наноробот может направляться с помощью ультразвука прямо через тело пациента в очаг инфекции. Там он имитирует мишень бактерии (или ее токсина), а когда бактерия приближается, заключает её в сетку из нанопроволок. Плюс этих нанороботов в том, что они используют природные реакции бактерии. Их потенциально можно использовать вместо антибиотиков широкого спектра действия, тем самым они могут успешно помогать в борьбе с заболеваниями, устойчивым к антибактериальным препаратам.

Есть еще немало примеров использования роботов в медицине. Эта ниша постоянно пополняется новыми изобретениями и технологиями, помогающими врачам бороться с различными болезнями и тяжелыми последствиями перенесенных травм. Отрасль все время развивается и прогрессирует. Роботы прочно вошли в нашу жизнь. Сейчас уже сложно представить, что может быть иначе. А ведь когда-то, нам всем казалось невообразимой фантастика, то, что мы видели в фильмах: киборги, роботы-полицейские. А сейчас это уже реальность, и мы в ней живём.

Источник

Роботы в медицине

Содержание

Введение [ править ]

Такой прогресс в медицине обуславливается многими факторами. Во-первых, современные операционные оснащены новейшим оборудованием, позволяющим совершать операции более точно и с меньшим риском для здоровья пациента. Во-вторых, технологии позволили улучшить качество подготовки врачей.

Цель этой работы, наглядно продемонстрировать наиболее популярные типы роботов, применяемых в медицине.

Роботы-ассистенты [ править ]

История робот-ассистированной хирургии насчитывает уже более двадцати пяти лет. Опыт и технологии, применявшиеся ранее в военных целях, вылились в появление роботов-ассистентов, позволявших хирургу максимально аккуратно выполнять ряд специфических манипуляций.

Хирургическая система Да Винчи [ править ]

Прошедшие 20 лет вызвали революционные изменения в хирургической технике и технологии. Был разработан новый хирургический доступ и подход, который получил название малоинвазивная хирургия (МИХ).

Хотя МИХ поразительно уменьшает операционную травму и, соответственно, продолжительность госпитализации, она имеет значительные технические недостатки. Хирург оперирует, используя стандартный двухмерный видео-монитор, вместо того, чтобы смотреть на свои руки. Видео делает плоской естественную глубину операционного поля, а фиксированные запястья и инструменты ограничивают двигательные возможности. Отсутствие трехмерной визуализации операционного поля, плохая эргономика и управляемость являются основными ограничителями дальнейшего прогресса. В результате, эндоскопическая хирургия, как вид МИХ, ограничивает свое применение лишь узким кругом хирургических вмешательств.

Революционный рубеж развития хирургической техники был достигнут с появлением системы Da Vinci. Она снабжена манипуляторами с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы (аналогично руке человека) и трехмерной интуитивной визуализацией (3D монитором). Эти новшества создали предпосылки для малоинвазивного выполнения сложных операций в различных областях хирургии.

Система Da Vinci улучшает исходы хирургического лечения, фундаментально изменяя хирургию в трех аспектах:

Хирургическая система состоит из эргономичной консоли хирурга, стойки с четырьмя интерактивными роботизированными руками у операционного стола, высокопроизводительной системы обзора InSite и патентованных инструментов EndoWrist. Вооруженные современнейшей роботизированной технологией, движения рук хирурга масштабируются, фильтруются и равномерно преобразуются в точные движения инструментов EndoWrist. В итоге, создается интуитивный интерфейс с превосходными хирургическими возможностями.

Компоненты хирургической системы [ править ]

Используя Da Vinci, хирург оперирует, комфортно сидя у консоли и видя трехмерное изображение операционного поля.

Пальцы хирурга захватывают рукоятки под дисплеем, а кисти и запястья располагаются естественно по отношению к его глазам. Система равномерно транслирует движения пальцев, кистей и запястий хирурга в точные движения хирургических инструментов внутри пациента в реальном времени.

Стойка системы держит до четырех электромеханических рук, манипулирующих инструментами. Инструменты и камера легко прикрепляются к рукам и легко перемещаются с консоли или ассистентом.

Первые две руки робота, соответствующие правой и левой руке хирурга, держат инструменты EndoWrist. Третья рука держит эндоскоп, позволяя хирургу легко менять, перемещать, приближать и поворачивать поле зрения с консоли. Такая подвижность устраняет необходимость в ассистенте.

Четвертая рука позволяет добавлять третий инструмент EndoWrist и выполнять дополнительные задачи, такие как поддержка непрерывного шва. Это устраняет необходимость еще в одном ассистенте.

Хирург может одновременно управлять любыми двумя руками с помощью педалей под консолью.

Созданные по образцу человеческого запястья, инструменты EndoWrist имеют даже больший объем движений, чем человеческая рука. Они действительно позволяют системе продвигать хирургическую точность и технику за пределы возможностей человеческой руки. Сходно с человеческими сухожилиями внутренние тросы инструментов EndoWrist обеспечивают максимальную реакцию, давая возможность быстро и точно накладывать швы, выполнять диссекцию и манипуляции на тканях. Манипулятор с инструментом на своем конце имеет 7 степеней подвижности, подобно руке человека.

Система обзора InSite с трехмерным эндоскопом высокого разрешения и системой обработки изображений обеспечивает естественное изображение операционного поля. Управляемый роботизированной рукой эндоскоп, сопряженный с двумя 3-чиповыми камерами, переносит хирурга «внутрь» пациента.

Видеосистема Intuitive Surgical снабжена двумя независимыми каналами передачи изображений, сопряженными с двумя цветными мониторами высокого разрешения. Система также имеет оборудование для обработки изображений, состоящее из двух видеокамер, алгоритмов усиления контуров и шумоподавления.

Результирующее трехмерное изображение высокого разрешения яркое, четкое и резкое, без утомляющего мерцания и затухания. Управление камерой, осуществляемое через рукоятки и педали, обеспечивает плавное перемещение в операционном пространстве. Перемещение головы хирурга на консоли не влияет на качество изображения.

Преимущества использования хирургической системы перед открытой хирургией [ править ]

Da Vinci может дать хирургу лучшую визуализацию, сноровку, точность и управляемость, чем в открытой хирургии, при выполнении операции через 1-2-сантиметровые разрезы.

Da Vinci – единственная хирургическая система, предназначенная для работы сидя, что не только более комфортно, но также может давать клинические преимущества вследствие меньшего утомления хирурга. Система дает естественное уравнивание глаз и рук на хирургической консоли, что обеспечивает лучшую эргономику, чем традиционная лапароскопия. Наконец, так как роботизированные руки дают дополнительную механическую силу, хирург теперь может оперировать пациентов с выраженным ожирением.

Система Da Vinci уменьшает риск инфицирования хирургической бригады гепатитом, ВИЧ и т.п.

Применение системы Da Vinci [ править ]

В настоящее время системы Da Vinci работают почти в 500 хирургических клиниках по всему миру. В 2007г. Екатеринбурге на базе Свердловской областной клинической больницы N1 открылся первый в России хирургический центр, использующий данную систему. С 2008г. роботизированный хирургический комплекс используется в медико-хирургическом центре им. Пирогова. Планируется постепенное оснащение подобным системами государственных клинических больниц и медицинских центров.

Робот-симулятор HPS [ править ]

Физиология. Профили пациентов [ править ]

Симулятор пациента HPS имеет в стандартной комплектации 30 профилей пациентов, различающихся характеристиками своей физиологии и имеющие индивидуальную реакцию на лекарства и лечебные манипуляции (здоровый мужчина, беременная женщина, пожилой пациент-хроник, ребенок и т.п.)

Заключение [ править ]

В настоящее время существует много устройств, делающих современную медицину более эффективной и в данной работе были рассмотрены самые инновационные примеры. Медицина находится в постоянном развитии, поэтому внедрение роботов в эту сферу является очень перспективным видом деятельности.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *