Robotski asistenti tokom operacija. Sedam najperspektivnijih medicinskih robota
Uvod
U eri brzog razvoja nauke i tehnologije, postoji mnogo različitih inovacija u različitim oblastima. Medicina također ne miruje, pojavljuju se novi najkompleksniji uređaji za održavanje ljudskog života, mnogi uređaji mogu biti primjer za to, na primjer, uređaj za umjetnu ventilaciju pluća, ili uređaj za umjetni bubreg itd. Pojavili su se minijaturni mjerači šećera u krvi, elektronski mjerači pulsa i tlaka, ova lista se može više puta dopunjavati.
Konkretnije, želio bih se zadržati na primjeru uvođenja robotike u medicinsku industriju. Od kraja 20. stoljeća čovjek je stvarao razne robote, koji su tokom proteklog vremena značajno poboljšani i modernizirani.
Roboti u medicini
Slika 1 - Robot-hirurg "Da Vinci"
Jedno od najpoznatijih i najslavnijih dostignuća novijeg vremena bio je Da Vinci robot, nazvan po velikom inženjeru, umjetniku i znanstveniku Leonardu Da Vinciju, koji je svojedobno dizajnirao prvog antropomorfnog robota sposobnog da pomjera noge i ruke, te da izvodi druge radnje. (Slika 1). Ova napredna tehnika kombinuje sve prednosti klasične i laparoskopske hirurgije. Tokom operacije, hirurg se nalazi na prikladnom kontrolnom panelu, na ekranu se prikazuje trodimenzionalna slika operisanog područja. Pogodnost rada s takvim daljinskim upravljačem ima pozitivan učinak na rad kirurga, jer se ne umara, kao kod standardne kirurške intervencije.
Slika 2 - Džojstici termomanipulatora
Hirurg upravlja telemanipulatorom pomoću posebnih džojstika koji reaguju na dodir vrhova prstiju (slika 2). Njegovi pokreti se reprodukuju sa apsolutnom preciznošću pomoću robotike. To osigurava visoku kvalitetu operacije i povećava sigurnost njene provedbe. U realnom vremenu, pokreti hirurga se prenose na operativni sto sistema.
Da Vinci hirurški robot opremljen je ultra preciznim manipulatorima od 4 ruke, od kojih jedna ima ugrađenu kameru koja prenosi slike u realnom vremenu na konzolu, još dva zamjenjuju ruke kirurga tokom operacije, a četvrta služi kao asistent (slika 3).
Slika 3 - Robotski manipulatori
Uz pomoć tačke postavljene na kraju laparoskopskih krakova, rade se rezovi od 1-2 cm.Usled tako malih rezova smanjuje se nivo traumatizma tkiva.
Preciznost kretanja mehaničkih manipulatora prevazilazi mogućnosti ljudskih ruku. Sa sedam stupnjeva slobode i mogućnošću savijanja za 90 stupnjeva, ruke robota imaju širok raspon pokreta. Ovo je neophodno za hiruršku intervenciju u ograničenom prostoru, na primjer, kada radite sa srčanom vrećicom ili malom karlicom. Tim ljudskih asistenata nadgleda rad da Vinči robota, priprema mesto za rezove, prati tok operacije, donosi sterilne instrumente.
Trenutno je robot opremljen najnaprednijim "očima" na svijetu. Ranije je imao trodimenzionalnu viziju, ali je visoka definicija postignuta tek sada. Nova verzija omogućava da dva hirurga prate operaciju odjednom. Jedan od njih može pomoći i naučiti od starijih kolega. Na radnom displeju može se prikazati ne samo slika sa kamera, već i dva dodatna parametra, kao što su ultrazvuk i EKG podaci.
Višekraki da Vinci vam omogućava da operišete sa velikom preciznošću, a samim tim i uz minimalnu intervenciju u telu pacijenta. Kao rezultat toga, oporavak nakon operacije je brži nego inače.
Slika 4 - Rosie dijagnostički robot
Rosie je robot farmaceut sa sjedištem u Albuquerqueu, Novi Meksiko.
Rosiein zadatak je da pripremi i distribuira stotine lijekova. Radi danonoćno, praktički ne pravi pauze i pritom nimalo ne griješi. Za dve i po godine rada u bolničkoj apoteci nije bilo nijednog slučaja da je pacijentu poslat pogrešan lek. Rozina tačnost rada je 99,7 posto, što znači da se sortiranje i doziranje propisanih lijekova nikada ne razlikuju od onih navedenih u ljekarskim receptima.
Uređaj, težak preko 4,5 tone, razvio je odeljenje Enterprise Community Solutions korporacije Intel. Klizeći duž metalne šine, Rosie mehaničkom "rukom" podiže pakete punjene tabletama koje vise uz zidove. Zatim stavlja ove vrećice, svaka označena bar kodom, u koverte i šalje ih po pacijentovim sobama u pneumo-mail kontejnerima.
Na odjelu medicinska sestra pomoću malog uređaja skenira pacijentovu narukvicu i prima informacije o tome koje lijekove treba uzeti, kada i koliko. Zatim medicinska sestra skenira bar kod na pakovanju lijeka - to vam omogućava da provjerite je li lijek zaista namijenjen ovom pacijentu, te da li su učestalost i doza primjene iste.
Rosy je također pomogla da se mnoge greške otkriju na vrijeme. Rosie nikada neće poslati lijek koji je istekao bolesnoj osobi. Ključ njegove tačnosti su državni standardi kontrole kvaliteta ugrađeni u elektronski mozak mašine. U međuvremenu, prema podacima Nacionalnog instituta za zdravlje u Washingtonu, oko 50.000 ljudi umre svake godine zbog grešaka u liječenju u zemlji. Ali priprema i distribucija lijekova nije jedini problem koji je Prezbiterijanska bolnica riješila uz Rosienu pomoć. Prije nego što se pojavio, bilo je vrlo teško pratiti puštanje droge: zaposleni su provodili mnogo vremena brojeći tablete tako da nijedna od njih nije ostala nestala. Danas ih je robot Rosie oslobodio ovog rutinskog posla.
Slika 5 - Robot dadilje
Robot dadilja brine o bolesnim osobama, posebno o onima koji boluju od Alchajmerove bolesti (Slika 5).
Pacijentima olakšava komunikaciju sa ljekarima i rođacima. Opremljen kamerom, ekranom i svim potrebnim za bežičnu komunikaciju putem interneta, robot Companion omogućava doktoru da kontaktira pacijenta koji se nalazi u specijalizovanoj klinici. Robot se također koristi za obuku osoblja, pomoć pacijentima s poteškoćama u kretanju i komunikaciju s djecom. Začudo, pacijenti, koji inače nerado prihvataju bilo šta novo, prilično su dobro reagovali na mehaničkog sagovornika: pokazivali su na njega, smejali se, čak pokušavali da razgovaraju sa njim.
Prema Yulin Wang-u, izvršnom direktoru InTouch Health-a, kompanije koja je napravila mašinu, upotreba robota u brizi o starijima može ublažiti problem starenja nacije. U međuvremenu, kompanija će iznajmiti svoje robote staračkim domovima.
Slika 6 – Robot fizioterapeut
Pravi iskorak u budućnost napravili su inženjeri sa Massachusetts Institute of Technology, koji su fizioterapeuta zamijenili robotom. Kao što znate, ljudi koji su imali moždani udar dugo zaboravljaju na svoj uobičajeni život. Tokom mnogo mjeseci, pa čak i godina, ponovo uče hodati, držati kašiku u rukama, obavljati one svakodnevne radnje o kojima prije nisu ni razmišljali. Sada im mogu pomoći ne samo doktori, već i roboti.
Riječ je o fizioterapijskim seansama neophodnim za uspostavljanje koordinacije pokreta ruku. Sada pacijenti obično rade sa doktorima koji im pokazuju odgovarajuće vježbe. U odeljenju za rehabilitaciju gradske bolnice u Bostonu, gde se testira nova instalacija, od rekonvalescenta od moždanog udara se traži da koristi džojstik da pomeri mali kursor na ekranu duž zadate putanje. Ako osoba to ne može učiniti, kompjuterski upravljana džojstika uz pomoć ugrađenih elektromotora pomjerit će njegovu ruku u željeni položaj.
Doktori su bili zadovoljni radom noviteta. Za razliku od čovjeka, robot može izvoditi iste pokrete hiljade puta dnevno, a da se ne umori.
Slika 7 - KineAssist kompleks
Tu je i KineAssist kompleks (slika 7). To je zajednički razvoj Chicago Rehabilitation Institute i kinea Design (bivši Chicago PT). Doktori i inženjeri koji su radili na ovom projektu, kao rezultat istraživanja, identifikovali su glavne probleme koji se javljaju u rehabilitaciji pacijenata sa oštećenim mišićno-koštanim sistemom. Osnovna svrha KineAssista je da pacijentima pruži intenzivniji i efikasniji tretman bez narušavanja njihove fizičke i psihičke veze sa fizioterapeutima i eliminisanja straha od pada.
Uređaj od 227 kg je mehanizirana platforma s "pametnim" pojasevima za potporu torzo kako bi pomogli pacijentima s neurološkim oštećenjem da nauče ravnotežu i hodanje. KineAssist je dizajniran da pomogne terapeutima, a ne da ih zamijeni. Senzori ugrađeni u trake predviđaju pokrete pacijenta i pomažu mu da održi ravnotežu. S obzirom da je pacijent sada siguran, fizioterapeuti mogu predložiti pacijentu da izvodi teže vježbe, kao što je vježbanje hodanja uz stepenice ili koračanja u stranu. Uprkos svojoj težini, simulator se kreće naprijed, nazad i bočno s lakoćom baletana, ovisno o smjeru kretanja pacijenta. Zahvaljujući specijalnom softveru, fizioterapeut može prilagoditi opterećenje i intenzitet tokom nastave.
KineAssist nudi veliki broj načina i vrsta vježbi, a glavne su:
- - hodanje (moguće je koristiti KineAssist zajedno sa trakom za trčanje);
- - trening ravnoteže. Tokom ove vežbe instruktor pokušava da proširi „sigurnosnu zonu“ poznatu pacijentu, na primer, postavljajući ispred njega prepreku koju će morati da zaobiđe ili prekorači;
- - trening snage, gdje, kada se pacijent kreće, simulator daje otpor (moguć je trening različitih mišićnih grupa);
- - Trening držanja. U ovom načinu rada instruktor fiksira tijelo pacijenta u određenom položaju, a tokom vježbi simulator održava upravo taj položaj tijela.
KineAssist se može koristiti kako za liječenje pacijenata s relativno dobrim oporavkom motoričkih funkcija, tako i za inicijalnu rehabilitaciju slabijih pacijenata neposredno nakon ozljede ili bolesti. Od 2004. KineAssist je uspješno testiran u rehabilitacijskim centrima u Sjedinjenim Državama (trenutno u bolnici za rehabilitaciju Alexian). Preliminarne statistike o osobama koje su preživjele moždani udar pokazuju da je rehabilitacija onih koji su vježbali na robotskom simulatoru najmanje dvostruko efikasnija. Nažalost, zbog visoke cijene (više od 200.000 američkih dolara), samo najveće medicinske ustanove mogu sebi priuštiti ovaj kompleks.
Slika 8 - RIBA robot za transfer pacijenata
Japanski institut za fizička i hemijska istraživanja (BMC RIKEN) i Tokai Rubber Industries (TRI) predstavili su robota "nalik medvjedu" dizajniranog za pomoć medicinskim sestrama u bolnicama. Nova mašina doslovno nosi pacijente na rukama (slika 8).
RIBA (Robot za interaktivnu pomoć tijelu) je nadograđena verzija RI-MAN androida.
U poređenju sa prethodnikom, RIBA je ostvarila značajan napredak.
Poput RI-MAN-a, početnik je u stanju lagano podići osobu iz kreveta ili invalidskih kolica, nositi je u naručju, na primjer, do toaleta, a zatim je vratiti nazad i jednako pažljivo staviti u krevet ili staviti u krevet. kolica. Ali ako je RI-MAN nosio samo lutke teške 18,5 kg fiksirane u određenom položaju, RIBA već prevozi žive ljude teške i do 61 kilogram.
Visina "medveda" je 140 centimetara (RI-MAN - 158 cm), a sa baterijama je težak 180 kilograma (prethodnik - 100 kg). RIBA prepoznaje lica i glasove, izvršava glasovne komande, navigira prikupljenim video i audio podacima koje obrađuje 15 puta brže od RI-MAN-a i “fleksibilno” reagira na najmanje promjene u okruženju.
Ruke novog robota imaju sedam stepeni slobode, glava ima jedan (kasnije će ih biti tri), a struk ima dva stepena. Tijelo je prekriveno novim mekim materijalom koji je razvio TRI, sličnim poliuretanskoj pjeni. Motori su prilično tihi (53,4 dB), a omnidirekcioni točkovi omogućavaju mašini da manevrira u uskim prostorima.
Slika 9 - Robot asistent Yurina
Postepeno će se uvoditi roboti asistenti, čiji će zadatak biti da direktno asistiraju ljekarima, ovi modeli se već koriste u nekim klinikama strane medicine. Yurina, robot japanske kompanije Japan Logic Machine, sposoban je da nosi pacijente prikovane za krevet kao bolnička kolica, samo što je mnogo lakše (slika 9).
Što je još zanimljivije, Yurina se može transformisati u invalidska kolica kojom upravlja ekran osetljiv na dodir, kontroler ili glas. Robot je dovoljno spretan da se kreće uskim hodnicima, što ga čini zaista dobrim asistentom pravim doktorima.
Slika 10 - Rapuda pomoćna robotska ruka
Najnoviji razvoj Japanskog instituta za proučavanje inteligentnih sistema (Intelligent Systems Research Institute) takođe ima čisto praktičnu primenu. Robotska ruka Rapuda fokusirana je na olakšavanje života osobama s invaliditetom koje imaju problema s pokretljivošću u gornjim udovima (Slika 10). Ruka kojom se upravlja džojstikom podiže čašu vode sa stola, pa čak i predmete koji su pali na pod.
Zasad kreatori ne mogu reći kada će i po kojoj cijeni Rapuda biti dostupna širokom krugu kupaca. Definitivno, još uvijek vrijedi raditi na brzini manipulacije. Ali možemo sa sigurnošću reći - ova tehnologija će očito biti tražena, tako da se razvoj nastavlja.
robot hirurg
Na kalifornijskoj konferenciji, proizvođač NVIDIA najavio je vrlo hrabru ideju - da se izvrši operacija srca bez zastoja srca i otvaranja grudnog koša.
Robotski hirurg će izvesti operaciju koristeći manipulatore koji se dovode do srca kroz male rupe u grudima pacijenta. Tehnologija snimanja u hodu digitalizira srce koje kuca, pokazujući kirurgu 3D model kojim se može kretati na potpuno isti način kao da gleda srce kroz otvoren grudni koš. Glavna poteškoća leži u činjenici da srce čini veliki broj pokreta u kratkom vremenu - ali, prema riječima programera, snaga modernih računarskih sistema zasnovanih na NVIDIA GPU-ovima dovoljna je da vizualizira organ, sinhronizirajući pokrete robotski instrumenti sa otkucajima srca. Zbog toga se stvara efekat nepokretnosti - hirurgu je svejedno da li srce "vrijedi" ili radi, jer manipulatori robota prave slične pokrete, nadoknađujući otkucaje!
Do sada se sve informacije o ovoj neverovatnoj tehnologiji sastoje od kratke video demonstracije, ali radujemo se više informacija od NVIDIA-e. Ko bi rekao da kompanija za grafičke kartice planira da napravi revoluciju u hirurgiji.
Robotika danas osvaja razne oblasti u kojima će, čini se, ljudi uvijek raditi. Jedna od ovih oblasti je medicina. Danas roboti obavljaju složene operacije ili zamjenjuju organe koji su vitalni za ljude. Dakle, predstavljamo vam 10 medicinskih robota.
cue
Biolog Ayub Khattak i dizajner Clint Sever kreirali su uređaj koji bi trebao pomoći ljudima koji se loše osjećaju. Cue uređaj, koji analizira zdravstveno stanje korisnika, kompaktne je veličine, što olakšava svakodnevnu upotrebu. U ovom trenutku, Cue pokazuje nivo vitamina D, testosterona, a zna i kako odrediti sposobnost osobe da se razmnožava. Osim toga, uređaj detektuje prisustvo bolesti kao što su HIV i gripa kod svog vlasnika. Da bi se izvršila analiza, uzorak pljuvačke, krvi ili sluzokože korisnika mora se staviti u poseban uložak. Analiza se vrši u roku od nekoliko minuta.
Ubot-5
Univerzitet u Massachusettsu napravio je robota koji pomaže ljudima da prežive posljedice moždanog udara. Tako je 2013. godine Ubot-5 pomogao 72-godišnjem muškarcu sa srčanim problemima da se oporavi. Robot je u stanju da proceni stanje govora pacijenta, kao i da pacijentu da fizioterapiju. Kao rezultat rada robota Ubot-5 sa pacijentom, otkriven je pozitivan efekat kako u polju kretanja tako i u polju govora pacijenta.
Argus II
Second Sight je razvio uređaj koji može djelomično vratiti vid slijepima. Prvo se mora ugraditi poseban niz elektroda. Osim toga, potrebne su vam sunčane naočale sa minijaturnom video kamerom. Slika koja ulazi u objektiv ove video kamere prenosi se na vizuelni procesor koji se nalazi na pojasu korisnika. Zatim, vizualni procesor šalje podatke o slici naočarima u obliku crno-bijelih slika od 60 piksela, koje se, zauzvrat, prenose na gore navedene matrice. Elektrode ovih matrica djeluju na fotoreceptore i ćelije koje prenose signale od fotoreceptora do optičkog živca. Naravno, Argus II prenosi slike korisniku u obliku prilično grubih oblika, ali ovaj uređaj pomaže slijepima da se kreću u prostoru.
Lightbot
Dizajneri japanske kompanije NSK kreirali su robota vodiča Lightbot koji može pomoći slijepim osobama, kao i osobama s poteškoćama u kretanju. Lightbot se orijentiše u okolnom svijetu pomoću trodimenzionalnog senzora. Robot je u stanju prepoznati prepreku, kreće se gore-dolje po stepenicama. Zahvaljujući točkovima, Lightbot može ne samo da hoda, već i da se vozi. Inače, brzina robota ovisi o brzini osobe koja ga koristi.
Robocast
Naučnici iz Velike Britanije, Njemačke, Italije i Izraela kreirali su robotski sistem Robocast kako bi pomogli neurohirurzima. Glavni zadatak ovog sistema je pomoć pri operacijama trepanacije mozga. Kao što znate, ova operacija je izuzetno opasna i dugotrajna: greška po milimetru može dovesti do nepovratnog oštećenja mozga. Robocast ima sistem mozak-kompjuter koji uključuje automatski planer putanje alata, mehanizam za kontrolu povratnih informacija, set senzora polja, mikrokontrolera i dva robota. Tako veliki robot kontroliše svog malog parnjaka, postavlja ga na pravo mesto i koordinira u pravom smeru. Potreban je mali robot za umetanje hirurškog instrumenta u pacijentov mozak. Osim toga, Robocast se uvijek može prebaciti na ručnu kontrolu.
Veebot
Običan doktor ne uđe uvijek u venu prvi put. Stoga je Veebot kreirao Mountain View za prikupljanje krvi. Robot određuje lokaciju vene na pacijentovoj ruci pomoću kamere, specijalnog softvera i infracrvenog osvjetljenja, a Weebot ultrazvukom pregleda venu. Tako robot utvrđuje da je debljina vene dovoljna za punkciju.
Robot sa 7 prstiju
Naučnici sa Massachusetts Institute of Technology kreirali su poseban uređaj koji povećava broj prstiju na ruci na sedam. Prije svega, dodatni prsti su namijenjeni osobama koje moraju koristiti samo jednu ruku. Pokretima mehaničkih prstiju upravljaju biološki prsti korisnika. Drugim riječima, dodatni prsti kopiraju pokrete koje osoba čini (na primjer, pokret hvatanja). Takođe, zahvaljujući svojim servomotorima, dodatni prsti mogu razviti silu jednaku onoj kod normalnih prstiju.
Robot medicinska sestra VGo
Američka kompanija Vgo Communication kreirala je robota medicinske sestre za pacijente, koji je testiran u jednoj od dječjih bolnica u Bostonu. Glavni zadaci VGo robota su pomoći pacijentima da se oporave, kao i da im omogući komunikaciju sa vanjskim svijetom. Na primjer, zahvaljujući VGo robotu, djeca koja su na liječenju u bolnici mogu pohađati školu na daljinu. Osim toga, robot omogućava bolničkoj administraciji da kontrolira aktivnosti svojih podređenih. Visina VGo-a je 164 centimetra, kreće se na četiri točka. VGo takođe može uraditi analizu krvi pacijenata.
Amigo
Naučnici sa Univerziteta Leicester (UK) dizajnirali su medicinskog robota Amigo, čiji je zadatak liječenje srčanih aritmija. Robot može pomoći doktorima da umetnu kateter u oštećena područja srca. Amigo je takođe u stanju da bolesnoj osobi posluži čašom vode. Robot je povezan na jednu mrežu, koja kombinuje razne robote širom sveta. Svrha ove mreže je kombinovanje informacija o mogućnostima robota, kao i kreiranje softvera i navigacionih mapa, što bi ove robote trebalo učiniti dostupnijim za korišćenje.
jukusui-kun
Doktor Kabe, koji radi u laboratoriji na japanskom Univerzitetu Vaseda, kreirao je robota na jastuku po imenu Jukusui-Kun. Jastuk izgleda kao plišana igračka medvjedića. Glavni korisnici Jukusui-Kun-a su osobe koje pate od apneje u snu. Tokom spavanja, takvi ljudi imaju poteškoća s disanjem - muči ih hronično hrkanje. Jastuk robota dolazi sa bežičnim senzorom koji se nalazi ispod čaršave, bežičnim senzorom koji je pričvršćen na prst pacijenta i mikrofonom. Jastuk analizira stanje korisnika tokom spavanja, nivo buke, pokrete spavača, kao i količinu kiseonika u krvi. Jakusui-Kun na pokrete osobe koja spava reaguje milovanjem, nakon čega osoba zauzima najpovoljniji položaj za spavanje.
slajd 2
Medicinska robotika
Za restauratorsku medicinu i rehabilitaciju Roboti za održavanje života Roboti za dijagnostiku, terapiju, hirurgiju Aktivne biokontrolisane proteze, egzoskeleti Tačkasta i klasična masaža, fotelje Aktivni i pasivni pokreti udova u zglobovima Minimalno invazivni za dijagnostiku i hirurgiju instrumenti za službu vodiča hirurga za starije osobe automatska soba
slajd 3
Robot "Lokomat" za izvođenje pokreta udova u zglobovima kuka, koljena i skočnog zgloba.
slajd 4
aktivna proteza koljena Aktivne proteze i egzoskeleti
slajd 5
proteze aktivna pasivna vuča protozoa Miotonična bioelektrična Bez povratne veze Sa povratnom trakcijom
slajd 6
robot Unimate Puma 560 Prvi hirurški robot Unimate Puma 560 stvoren je kasnih 1980-ih u Americi. Ovaj robot je, u stvari, bila velika ruka sa dva kandžasta procesa koji su se mogli rotirati jedan u odnosu na drugi. Opseg pokreta - 36 inča. Robot je imao prilično ograničen raspon pokreta i korišten je u neurohirurgiji za držanje instrumenata tokom stereotaksične biopsije.
Slajd 7
1998. godine pojavio se aktivni robot ZEUS, dizajniran za daljinsku endoskopsku hirurgiju. Paralelno sa ZEUS-om stvoren je još jedan sličan sistem, nazvan DA VINCI. ZEUS
Slajd 8
HEXAPOD
Slajd 9
Robot po imenu "Da Vinci"
Slajd 10
Da Vinci robot je napredni hirurški robot, najrašireniji u svijetu. Robota upravlja doktor-hirurg i opremljen je sa četiri "ruke" - jedna ruka slika, a tri ruke rade - ove ruke imaju maksimalan stepen slobode i pokretljivosti, bolji od ljudske ruke. Ove ruke se kroz najtanje rezove uvode u operativni prostor na tijelu i pružaju kirurgu ne samo dodatne ruke za operaciju, već i savršeniju slobodu kretanja u odnosu na konvencionalnu kirurgiju. Hirurg kontroliše operaciju sa svoje kontrolne table koja se nalazi u blizini operisanog pacijenta i sa koje pokreće operacione ruke i kontroliše sve što se dešava u operacionoj sali.
slajd 11
Prednosti korištenja ovog uređaja Robot pruža kirurgu maksimalan stupanj slobode i bolju pokretljivost, te mu na taj način omogućava da izvodi pokrete koje ljudska ruka nije u stanju izvesti. Robotska ruka je jača i stabilnija od ljudske ruke Slika koju kamera prenosi kirurgu je uvećana 3D slika koja olakšava lociranje ozljede i liječenje. Operacija je manje invazivna od konvencionalne operacije jer se rezovi na trbušni zid su mnogo manji od rezova u konvencionalnoj hirurgiji. Proces oporavka je brži, a broj dana u bolnici je manji. Krvarenje iz operisanog područja je minimalno, a rani postoperativni period je posebno kratak
slajd 12
Izvršene operacije * Reparacija mitralne valvule * Revaskularizacija miokarda * Ablacija srčanog tkiva * Ugradnja epikardijalnog pejsmejkera za biventrikularnu resinhronizaciju * Želučana premosnica * Nissen fundoplikacija * Histerektomija i miomektomija * Operacija kičme, zamjena diska * Timektomija - operacija za uklanjanje lubenice lubenice * * Ezofagektomija * Resekcija tumora medijastinuma * Radikalna prostatektomija * Pijeloplastika * Uklanjanje mokraćne bešike * Radikalna nefrektomija i resekcija bubrega * Reimplantacija uretera
slajd 13
Pogledajte sve slajdove
Umjetna inteligencija i složene metode automatizacije iz robotike se aktivno integriraju u svjetsku medicinu. Upotreba robota podiže zdravstvenu zaštitu na novi nivo, optimizirajući tok liječenja, praćenje dinamike, provođenje analiza i hirurških operacija. Ispod je izbor od 10 radoznalih medicinskih robota koji su do danas objavljeni.
da Vinci robot asistent
Proizvođač: Intuitive Surgical, SAD.
Sjedište Intuitive Surgical, Inc. nalazi se u Sunnyvaleu u Kaliforniji. Smatra se svjetskim liderom u robotskoj minimalno invazivnoj hirurgiji.
Kratke informacije o robotu
Da Vinci robot je dizajniran kao pomoćni alat za hirurge. Robot nije programiran da samostalno izvrši operaciju, jer postupkom i tokom operacije upravlja osoba na daljinu. Robot koristi specijalizovane instrumente, uključujući minijaturne kamere za snimanje i standardne instrumente (tj. makaze, skalpele i pincete) dizajnirane za preciznu disekciju u abdominalnoj hirurgiji.
U 2016. godini obavljeno je 750.000 operacija sa da Vinčijem. Od puštanja robota u prodaju - 4 000 000. Do 31. decembra 2016. u svijetu je instalirano 3919 sistema. U Rusiji - 26 sistema u svim većim gradovima. Kreatori da Vinci robota imaju za cilj rješavanje niza problema u hirurgiji. Prvo, poboljšan kvalitet slike (u 3D), koji pomaže hirurzima i osoblju da prevladaju ograničenja golim okom u identifikaciji struktura tkiva tokom operacije. Drugo, uvođenje inteligentnih sistema. Moderni senzori koji daju istovremenu povratnu informaciju olakšavaju identifikaciju struktura tkiva kao izvora komplikacija i varijabilnosti.
Robot Preceyes
Proizvođač: Preceyes B.V., Holandija.
Sjedište Preceyes B.V. nalazi se u gradu Eindhoven, pokrajina Sjeverni Brabant. Cilj kompanije je razvoj novih visokopreciznih terapija i olakšavanje vitreoretinalne hirurgije.
Preceyes robot je dizajniran kao nježno robotsko rješenje za pomoć oftalmološkim hirurzima tokom operacije. Robot nije programiran da samostalno izvrši operaciju, jer postupkom i tokom operacije upravlja osoba na daljinu - putem ekrana osjetljivog na dodir i džojstika. Preceyes B.V. postavlja još jedan cilj povećanje profesionalizma hirurga, a ne zamenu čoveka mašinom.
Kratke informacije o robotu
Prva operacija korištenjem robota Preceyes održana je na klinici John Radcliffe u Oxfordu u Velikoj Britaniji 2016. godine. Kreatori robota Preceyes imaju za cilj rješavanje niza problema u kirurgiji:
- ublažavanje oštrih nepažljivih pokreta kirurga, što pomaže kirurgu da isključi oštećenje unutarnjih organa;
- povećana tačnost. Preciznost pokreta robota je 1 na 1000 milimetara.
Robot Veebot
Proizvođač: startup Veebot, SAD.
Nedostaju podaci o sjedištu. Cilj kompanije je da omogući precizno i kratko uzimanje krvi od pacijenta uz automatizaciju procesa i infuzionu terapiju.
Kratke informacije o robotu
Veebot robot se još uvijek testira i pokazuje izbor mjesta za ubacivanje igle u 83% slučajeva. Kreatori mašine kažu da planiraju povećati rezultat na 90% prije izvođenja prvih kliničkih ispitivanja. Za stezanje i poboljšanje vizualizacije vena, robot je opremljen rukavom. Takođe, za poboljšanje vidljivosti vena koriste se infracrveni i zvučni senzori, pogled kamere i jasan algoritam za određivanje lokacije, nagiba i dubine uboda igle.
Robot SurgiBot
Proizvođač: TransEnterix, SAD.
TransEnterix ima sjedište u Morrisvilleu, Sjeverna Karolina. Kompanija se smatra pionirom u korišćenju robotike za poboljšanje kvaliteta minimalno invazivne hirurgije. Kompanija takođe ima za cilj da reši kliničke i ekonomske izazove laparoskopije.
Kratke informacije o robotu
SurgiBot TM robotski sistem je dizajniran kao minimalno invazivna platforma za instrumentaciju sa jednim rezom. Upotreba fleksibilnih instrumenata tokom operacije kontroliše hirurg iz sterilnog polja. Robot je opremljen sondama, regulatorom osjetljivosti za kontrolna dugmad i kamerom sa baterijskom lampom koja prikazuje sliku toka procesa na standardnom monitoru.
SurgiBot robot još nije dostupan za kupovinu.
Robot Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), SAD
Proizvođač: "National Children's Medical Center" (Children "s National Medical Center), Washington, DC. Naučnici-programeri imaju za cilj stvoriti robota visoke preciznosti za autonomne operacije na mekim tkivima.
Kratke informacije o robotu
STAR robot pokreće NVIDIA GeForce GTX TITAN GPU tehnologija sa mehaničkom rukom, 3D kamerom, bliskim infracrvenim mašinskim vidom i biomarkerima za preciznu orijentaciju u radnoj šupljini.
Robodoc sistem
Proizvođač: Curexo Technology Corporation, SAD.
Curexo Technology Corporation ima sjedište u Fremontu u Kaliforniji. Misija kompanije je poboljšati brigu o pacijentima kroz kvalitetan rad i precizne robotske platforme.
Kratke informacije o robotu
U SAD-u, Evropi, Japanu, Koreji i Indiji, Robodoc-om je obavljeno 28.000 operacija zamjene zglobova.
Rad s robotom uključuje dvije faze: planiranje i izradu plana prije operacije. Tokom prve faze, pacijent se podvrgava CT skeniranju kako bi se dobile i prikazale slike na 4 radna prozora koji čine jedan ekran. Nakon odabira i analize tačne anatomske strukture implantata iz baze, planira se operacija uz prijenos informacija na pomoćni mehanizam ROBODOC Surgical Assistant. Robot je opremljen stezaljkama i posebnim DigiMatch snimačem, koji formira tačnu sliku slike koštanog tkiva u svemiru.
Auris robotski endoskopski sistem (ARES)
Proizvođač: Auris Surgical Robotics, SAD.
Auris Surgical Robotics ima sjedište u Silicijumskoj dolini. Kompanija ima za cilj stvaranje nove generacije hirurških robota koji mogu proširiti opseg specijalizovanih platformi za medicinske procedure.
Kratke informacije o robotu
Krajem 2014. godine provedena je klinička studija kod pacijenata sa sumnjom na rak. Vrste hirurških operacija izvode se zbog zamjenjivosti mehaničkih ruku robota s instrumentima i fleksibilnim endoskopom. Među navedenim alatima su laseri, pincete, igle i skalpeli, kojima će kirurg obaviti biopsiju, operaciju obnavljanja želučane sluznice i akcizne tumore. Robot nije programiran da samostalno izvrši operaciju, jer postupkom i tokom operacije kontroliše osoba na daljinu preko radne stanice na desktopu računara.
Robotska instalacija CorPath 200
Proizvođač: Corindus Vascular Robotics, SAD.
Corindus Vascular Robotics ima sjedište u Walthamu, Massachusetts. Kompanija se smatra svjetskim liderom u robotskoj kardiovaskularnoj hirurgiji.
Kratke informacije o robotu
Robotska jedinica CorPath 200 dizajnirana je za koronarnu angioplastiku sa ekspanzijom suženih ili blokiranih arterija. Standardno izvođenje operacije dozvoljava rizik od izlaganja zračenju zbog rendgenskih zraka. Jedinica nije programirana za samostalan rad, jer postupkom i tokom rada osoba upravlja daljinski preko džojstika. Daljinski upravljač poboljšava kretanje katetera i poboljšava sigurnost pacijenata.
Magnetski mikroroboti
Proizvođač: Savezna politehnička škola u Lozani (EPFL), Francuska, i Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ), Švajcarska.
Kratke informacije o robotu
Magnetski mikroroboti dizajnirani su za ciljanu dostavu ljekovitih tvari u tijelo pacijenta. Struktura mikrorobota oponaša tijelo crva Trypanosoma brucei, koji se kreće uz pomoć redovite kontrakcije dodatka-flageluma. Upotreba biokompatibilnog hidrogela i magnetnih nanočestica čini mikrorobote bezmotornim, fleksibilnim i mekim. Kontrola prolazi kroz elektromagnetno polje koje pretvara magnetne nanočestice u fiksiranje i pokreće kretanje mikrorobota.
Zemlja porijekla: Medtech S.A., Francuska.
Sjedište Medtecha je u Montpellieru. Misija kompanije je stvaranje odnosa, alata i programa koji imaju za cilj donošenje naprednih medicinskih rješenja na tržište medicinskih usluga.
Kratke informacije o robotu
Robot Rosa je dizajniran za efikasnost i sigurnost neurološke hirurgije. Rosa robot je jedini robotski mehanizam koji je odobren za neurološke operacije u Evropi, SAD-u i Kanadi. Mehanizam radi na principu GPS-a za lobanju tokom kranijalnih operacija koje zahtijevaju hirurško planiranje zasnovano na preoperativnim informacijama, preciznoj anatomiji pacijenta i upravljanju instrumentima. Robot Rosa uključuje neuronavigacijsku stanicu i manipulator visoke preciznosti koji povećavaju sigurnost i brzinu preciznih neurohirurških operacija.
Profesor Dmitrij Puškar kaže: "Robotska hirurgija je postala prava revolucija u medicini. Da Vinci robot je promenio kvalitet hirurgije širom sveta."
Upotreba robota u medicini slična je revoluciji koja predviđa blisku interakcijučovek i tehnologija. Zahvaljujući automatizaciji, smanjuje se uloga ljudskog faktora koji dovodi do grešaka ljekara, a liječenje postaje dostupnije.
Foto: roboticsbusinessreview.com
Kazan State
Tehnološki univerzitet
Sažetak na temu:
Robotika u medicini
Završio učenik grupe
Nigmatullin A.R.
Kazan 2010.
Uvod
1. Vrste medicinskih robota
Zaključak
Uvod
U eri brzog razvoja nauke i tehnologije, postoji mnogo različitih inovacija u različitim oblastima. Police supermarketa su ispunjene egzotičnom hranom, tržni centri dobijaju odjeću od najnovijih materijala, a hipermarketi elektronike idu još dalje, nemoguće je pratiti razvoj novih izuma. Sve uobičajeno staro brzo se zamjenjuje neobičnim, novim, na koje se nije lako naviknuti. Ali da nema napretka, onda ljudi ne bi znali mnoge misterije koje još nisu otkrivene, a priroda ih pažljivo skriva od nas. Uprkos svemu tome, zahvaljujući visokoj profesionalnosti savremenih fizičara, konstantno se provode razvoji u različitim oblastima. Jednostavnu osobu jedva da je zbunilo pitanje šta se novo može uvesti u ovaj već beskonačno civilizovan i progresivan svijet. Na primjer, razmotrite naš svijet kakav je bio prije sto godina. Nije bilo ni televizora, ni kompjutera, ni kućnih aparata, bez kojih moderan čovjek jednostavno nije mogao u svakodnevnom životu ni prije 10 godina, kada su mobiteli tek izašli i bili glomazni i vrlo malo funkcionalni, što se tiče kompjuterske opreme. Nauka pokreće svijet naprijed, a u bilo kojoj oblasti ljudskog života potrebna je neka vrsta inovacije. U ovom primjeru želio bih kao specifičan aspekt izabrati oblast medicine, odnosno njen tehnički potencijal. Medicina također ne miruje, pojavljuju se noviji i složeniji uređaji za održavanje života ljudi, primjer za to mogu biti mnogi uređaji, na primjer, uređaj za umjetnu ventilaciju pluća, ili uređaj za umjetni bubreg itd. Pojavili su se minijaturni mjerači šećera u krvi, elektronski mjerači pulsa i tlaka, ova lista se može više puta dopunjavati. Konkretnije, želio bih se zadržati na primjeru uvođenja robotike u medicinsku industriju. Od kraja 20. vijeka ljudi stvaraju razne robote, koji su tokom proteklog vremena značajno poboljšani i modernizirani. Trenutno postoje roboti - pomoćnici, vojni razvoj robota, svemirski, kućni i naravno medicinski. Zatim, vrijedi detaljnije analizirati koje vrste robota i za koju primjenu postoje u datom trenutku.
Vrste medicinskih robota
Jedno od najpoznatijih i najslavnijih dostignuća novijeg vremena je robot pod nazivom "Da Vinci", koji je, kao što možete pretpostaviti, dobio ime po velikom inženjeru, umjetniku i naučniku Leonardu Da Vinčiju. Novost omogućava kirurzima da izvode najsloženije operacije bez dodirivanja pacijenta i uz minimalno oštećenje tkiva. Robota, koji se može koristiti u kardiologiji, ginekologiji, urologiji i opštoj hirurgiji, demonstrirali su Medicinski centar Univerziteta u Arizoni i Odeljenje za hirurgiju.
Tokom operacije sa "da Vinčijem" hirurg se nalazi nekoliko metara od operacionog stola za kompjuterom, na čijem monitoru se prikazuje trodimenzionalna slika operisanog organa. Lekar kontroliše tanke hirurške instrumente koji kroz male rupice prodiru u telo pacijenta. Takvi instrumenti na daljinsko upravljanje mogu se koristiti za precizne operacije na malim i teško dostupnim dijelovima tijela.
Prvi u svijetu potpuno endoskopski bypass, nedavno izveden u Columbia Presbyterian Medical Center u New Yorku, dokaz je izuzetnih da Vinčijevih sposobnosti. Jedinstvenu operaciju izveli su Michael Argenziano, direktor Centra za robotsku kardiohirurgiju, i dr. Craig Smith, šef odjela za kardiotorakalnu hirurgiju. Istovremeno su koristili samo tri male rupe - dvije za manipulatore i jednu za video kameru. Samo osoba koja je ikada posmatrala “tradicionalnu” operaciju na otvorenom srcu može razumjeti šta to znači.
Postupci ekipe koja "otvara" grudi pacijenta ostavljaju neizbrisiv utisak na pridošlicu (na novinarskom zadatku sam nekako morao biti u ovoj ulozi). Još uvijek se sjećam naježivanja po cijelom tijelu od užasnog cviljenja kružne pile koja je sjekla prsnu kost i ogromne rane po kojoj su se užurbano motale ruke u krvavim gumenim rukavicama.
U Sjedinjenim Državama, premosnica ili premosnica koronarne arterije je najčešća operacija na otvorenom srcu. Svake godine, 375 hiljada ljudi ovdje se podvrgne ovoj proceduri. Široko uvođenje da Vincija moglo bi im olakšati živote pomažući pacijentima da se brže oporave nakon operacije i ranije otpuste iz bolnica.
Dr Alan Hamilton, glavni hirurg u Arizona da Vinci centru za testiranje, generalno je uveren da će robotika revolucionisati hirurgiju. Za sada je ova revolucija tek na početku, ali u ... film “da Vinci” već je odjeknuo. Hirurški robot igrao je ulogu u najnovijem filmu serije o Jamesu Bondu, Umri drugi dan.
Na početku filma prikazane su tri mehaničke ruke u krupnom planu kako preturaju po tijelu zarobljenog 007. "da Vinci" sada radi. - Filmovi o Džejmsu Bondu uvek su me fascinirali demonstracijama neviđenih tehničkih inovacija. Ali nikad nisam mislio da će jednog dana odjel na čijem sam čelu sarađivati sa producentima Bonda.
Da Vinci je samo jedan primjer razvoja nove industrije u medicini.
Drugi roboti se koriste u raznim operacijama, sve do operacije mozga. Za sada su ovi uređaji prilično glomazni, ali liječnici se nadaju pojavi minijaturnih asistenata. Prošlog ljeta, na primjer, energetski odjel američke Nacionalne laboratorije Sandia u Albuquerqueu već je napravio najmanjeg robota na svijetu od jednog centimetra. A britanska korporacija Nanotechnology Development razvija malenog fraktalnog kirurga, koji će se samostalno sastavljati od još manjih blokova unutar ljudskog tijela, tamo izvoditi potrebne radnje i sam se rastavljati.
Sada je robot opremljen najnaprednijim "očima" na svijetu (što dokazuje i saopštenje za javnost kompanije). Ranije je imao trodimenzionalnu viziju, ali je visoka definicija postignuta tek sada.
Nova verzija omogućava da dva hirurga istovremeno prate operaciju, od kojih jedan može da asistira i nauči veštine od starijih kolega. Na radnom displeju može se prikazati ne samo slika sa kamera, već i dva dodatna parametra, kao što su ultrazvuk i EKG podaci.
Višekraki da Vinci vam omogućava da operišete sa velikom preciznošću, a samim tim i uz minimalnu intervenciju u telu pacijenta. Kao rezultat toga, oporavak nakon operacije je brži nego inače (fotografija 2009 Intuitive Surgical)
Još jedna zanimljiva vijest. Zaposleni sa Univerziteta Vanderbilt (SAD) osmislili su koncept novog automatskog kognitivnog sistema TriageBot. Mašine će prikupljati medicinske informacije, obavljati osnovna dijagnostička mjerenja i na kraju postavljati preliminarne dijagnoze dok ljudi rade na hitnijim pitanjima. Zbog toga će pacijenti manje čekati, a specijalisti će slobodnije disati i značajno smanjiti broj grešaka. Pacijenti hitne pomoći primaju se u životnoj opasnosti. Ljekari im moraju posvetiti prioritetnu pažnju. Roboti bi se mogli pobrinuti za preostalih 60%.Ukoliko projekat bude uspješan, za pet godina će u blizini šaltera za prijavu biti elektronski terminali, poput onih postavljenih na aerodromima, kao i posebne "pametne" stolice i mobilni roboti. Prijem, pacijent se prije svega mora prijaviti. U predloženom sistemu, osoba u pratnji će moći da unese sve potrebne podatke putem terminala sa ekranom osetljivim na dodir. Dostupna su glasovna uputstva. U tom slučaju, aparat će moći prepoznati prisustvo kritičnih informacija (na primjer, akutni bol u grudima) i o tome obavijestiti doktora kako bi pacijent bio zbrinut što je prije moguće. U suprotnom, pacijent će biti upućen u čekaonicu.U skladu sa ovim početnim informacijama izrađuje se plan za detaljniju dijagnozu pacijenta. U predloženom sistemu najjednostavniji zahvati se mogu raditi već u čekaonici, na posebnoj stolici koja će mjeriti krvni pritisak, puls, saturaciju krvi kiseonikom, brzinu disanja, visinu i težinu. Osim toga, mobilni asistenti će periodično provjeravati stanje pacijenata u čekaonici, obraćajući posebnu pažnju na krvni pritisak, brzinu pulsa i eventualno intenzitet bola. U slučaju otkrivanja kritičnih promjena, robot je dužan obavijestiti ljudsko osoblje.Posljednji element TriageBot sistema je administrator koji nadgleda mašine, obezbjeđuje komunikaciju sa bolničkom bazom podataka i služi kao posrednik između automatike i ljekara. Planirano je da se provede niz studija tokom kojih će se utvrditi tačan skup funkcija robota i njihov izgled. Istovremeno se razvijaju prototipovi.
Za preciznije i praktičnije proračune, naučnici su stvorili divnog robota - farmaceuta. Elektronsko-mehaničko čudo koje radi u velikom podrumu Prezbiterijanske bolnice u Albukerkiju u Novom Meksiku zove se Rosie. "Roditelj" ove moćne mehaničke jedinice, koja se kreće duž šine od četiri metra u tamnoj staklenoj prostoriji, je nova divizija Intel Corporation - Intel Community Solutions, koja koristi dostignuća kompanije za rješavanje društvenih problema.