Doctor Robot - sự khởi đầu của robot y tế
Nó không nhất thiết phải là người máy chuyên điều khiển cánh tay của Luke Skywalker mà chúng ta đã thấy trong Chiến tranh giữa các vì sao (1). Nó là đủ để chiếc xe có thể tiếp tục bầu bạn và có thể giúp trẻ em ốm trong bệnh viện giải trí (2) - như trong dự án ALIZ-E do Liên minh Châu Âu tài trợ.
Là một phần của dự án này, XNUMX Nao rô bốtnhững người đã nhập viện với trẻ em mắc bệnh tiểu đường. Họ được lập trình cho các chức năng xã hội thuần túy, được trang bị các kỹ năng nhận dạng giọng nói và khuôn mặt, cũng như các nhiệm vụ giáo khoa khác nhau liên quan đến thông tin về bệnh tiểu đường, diễn biến, triệu chứng và phương pháp điều trị của bệnh tiểu đường.
Đồng cảm với những người cùng đau khổ là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng các báo cáo từ khắp mọi nơi cho thấy robot đang thực hiện công việc y tế thực sự một cách nghiêm túc. Trong số đó, ví dụ như Veebot, được tạo ra bởi một công ty khởi nghiệp ở California. Nhiệm vụ của anh ta là lấy máu để phân tích (3).
Thiết bị được trang bị hệ thống "tầm nhìn" hồng ngoại và hướng camera vào tĩnh mạch tương ứng. Sau khi tìm thấy nó, anh ấy sẽ kiểm tra thêm bằng siêu âm để xem nó có vừa với khoang kim tiêm hay không. Nếu mọi thứ theo thứ tự, anh ta sẽ đâm kim và lấy máu.
Toàn bộ thủ tục mất khoảng một phút. Độ chính xác lựa chọn mạch máu của Veebot là 83 phần trăm. Nhỏ bé? Một y tá làm điều này bằng tay cũng có kết quả tương tự. Ngoài ra, Veebot dự kiến sẽ vượt 90% vào thời điểm thử nghiệm lâm sàng.
1. Bác sĩ Robot trong Chiến tranh giữa các vì sao
2. Robot đồng hành cùng trẻ em trong bệnh viện
Họ phải làm việc trong không gian.
ý tưởng xây dựng rô bốt phẫu thuật vân vân. Trong những năm 80 và 90, NASA của Hoa Kỳ đã xây dựng các phòng điều hành thông minh được sử dụng làm thiết bị cho các tàu vũ trụ và các căn cứ quỹ đạo tham gia vào các chương trình thám hiểm không gian.
3. Veebot - robot thu thập và phân tích máu
Mặc dù các chương trình đã đóng cửa, các nhà nghiên cứu tại Phẫu thuật Trực giác vẫn tiếp tục nghiên cứu phẫu thuật bằng robot, với các công ty tư nhân tài trợ cho nỗ lực của họ. Kết quả là da Vinci, lần đầu tiên được giới thiệu ở California vào cuối những năm 90.
Nhưng trước hết là người đầu tiên trên thế giới robot phẫu thuật được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt và cho phép sử dụng vào năm 1994 là hệ thống rô bốt AESOP.
Công việc của anh là giữ và ổn định máy ảnh trong các ca phẫu thuật xâm lấn tối thiểu. Tiếp theo là ZEUS, một robot ba tay, có khả năng chịu đựng được sử dụng trong phẫu thuật nội soi (4), rất giống với robot da Vinci sau này.
Vào tháng 2001 năm 68, khi đang ở New York, Jacques Maresco đã cắt bỏ túi mật của một bệnh nhân XNUMX tuổi trong một phòng khám ở Strasbourg bằng hệ thống phẫu thuật robot ZEUS.
Có lẽ là lợi thế quan trọng nhất của ZEUS, giống như những người khác robot phẫu thuật, là việc loại bỏ hoàn toàn hiệu ứng run tay, điều mà ngay cả những bác sĩ phẫu thuật giỏi nhất và giàu kinh nghiệm nhất trên thế giới cũng mắc phải.
4. Trạm điều khiển và rô bốt ZEUS
Robot chính xác nhờ sử dụng một bộ lọc thích hợp giúp loại bỏ các rung động ở tần số khoảng 6 Hz, đặc trưng cho một cái bắt tay của con người. Da Vinci (5) nói trên trở nên nổi tiếng vào đầu năm 1998 khi một nhóm người Pháp thực hiện phẫu thuật bắc cầu mạch vành đơn đầu tiên trên thế giới.
Vài tháng sau, phẫu thuật van hai lá đã được thực hiện thành công, tức là phẫu thuật bên trong tim. Đối với y học lúc bấy giờ, đây là sự kiện có thể so sánh với việc tàu thăm dò Pathfinder hạ cánh xuống bề mặt sao Hỏa năm 1997.
Bốn cánh tay của Da Vinci, kết thúc bằng các dụng cụ, đi vào cơ thể bệnh nhân thông qua các vết rạch nhỏ trên da. Thiết bị được điều khiển bởi một bác sĩ phẫu thuật ngồi tại bàn điều khiển, được trang bị hệ thống thị giác kỹ thuật, nhờ đó anh ta có thể xem vị trí được phẫu thuật theo ba chiều, ở độ phân giải HD, màu sắc tự nhiên và với độ phóng đại 10 lần.
Kỹ thuật tiên tiến này cho phép loại bỏ hoàn toàn các mô bị bệnh, đặc biệt là những mô bị ảnh hưởng bởi tế bào ung thư, cũng như kiểm tra những nơi khó tiếp cận, chẳng hạn như xương chậu hoặc đáy hộp sọ.
Các bác sĩ khác có thể quan sát hoạt động của da Vinci ngay cả ở những nơi cách xa hàng nghìn km. Điều này cho phép các thủ tục phẫu thuật phức tạp được thực hiện bằng cách sử dụng kiến thức của các bác sĩ chuyên khoa uy tín nhất mà không cần đưa họ vào phòng phẫu thuật.
Các loại rô-bốt y tế Rô-bốt phẫu thuật - tính năng quan trọng nhất của chúng là tăng độ chính xác và giảm nguy cơ mắc lỗi. Công việc phục hồi chức năng - tạo điều kiện và hỗ trợ cuộc sống của những người bị suy giảm chức năng vĩnh viễn hoặc tạm thời (trong thời gian phục hồi), cũng như người tàn tật và người già.
Nhóm lớn nhất được sử dụng để: chẩn đoán và phục hồi chức năng (thường dưới sự giám sát của bác sĩ trị liệu và bệnh nhân độc lập, chủ yếu là phục hồi chức năng từ xa), thay đổi vị trí và các bài tập trên giường (giường robot), cải thiện khả năng vận động (xe lăn robot cho người tàn tật và bộ xương ngoài) chăm sóc (rô-bốt), hỗ trợ học tập và công việc (không gian làm việc của rô-bốt hoặc phòng rô-bốt) và trị liệu cho một số rối loạn nhận thức (rô-bốt trị liệu cho trẻ em và người già).
Biorobots là một nhóm robot được thiết kế để bắt chước con người và động vật mà chúng ta sử dụng cho mục đích nhận thức. Một ví dụ là một robot giáo dục của Nhật Bản được các bác sĩ tương lai sử dụng để đào tạo trong phẫu thuật. Các robot thay thế một trợ lý trong quá trình phẫu thuật - ứng dụng chính của chúng liên quan đến khả năng của bác sĩ phẫu thuật trong việc kiểm soát vị trí của camera robot, cung cấp "cái nhìn" tốt về các vị trí được vận hành.
Ngoài ra còn có một người máy Ba Lan
Câu chuyện người máy y tế ở Ba Lan được bắt đầu vào năm 2000 bởi các nhà khoa học từ Quỹ phát triển phẫu thuật tim ở Zabrze, những người đang phát triển một nguyên mẫu của dòng robot RobinHeart (6). Chúng có cấu trúc phân đoạn cho phép bạn chọn thiết bị phù hợp cho các hoạt động khác nhau.
Các mô hình sau đã được tạo: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - với cơ sở độc lập và được điều khiển bởi máy tính công nghiệp; RobinHeart 2 - được gắn vào bàn mổ, có hai giá đỡ để bạn có thể lắp dụng cụ phẫu thuật hoặc đường quan sát bằng camera nội soi; RobinHeart mc2 và RobinHeart Vision được sử dụng để điều khiển ống nội soi.
Người khởi xướng, người điều phối, người tạo ra các giả định, lập kế hoạch hoạt động và nhiều giải pháp dự án cơ điện tử. Robot phẫu thuật Ba Lan Robinhart là một bác sĩ. Zbigniew Nawrat. Cùng với cố GS. Zbigniew Religa là cha đỡ đầu của tất cả các công trình do các chuyên gia từ Zabrze thực hiện với sự tham vấn của các trung tâm học thuật và viện nghiên cứu.
Nhóm các nhà thiết kế, điện tử, CNTT và cơ khí làm việc trên RobinHeart đã thường xuyên tham vấn với nhóm y tế để xác định những bản sửa lỗi cần được thực hiện cho nó.
“Vào tháng 2009 năm XNUMX, tại Trung tâm Y học Thực nghiệm của Đại học Y Silesia ở Katowice, khi điều trị cho động vật, robot dễ dàng thực hiện tất cả các nhiệm vụ được giao. Hiện tại, các chứng chỉ đang được cấp cho nó.
6. Robot y tế Ba Lan RobinHeart
Khi chúng tôi tìm được nhà tài trợ, nó sẽ được sản xuất hàng loạt, ”Zbigniew Nawrat từ Quỹ Phát triển Phẫu thuật Tim ở Zabrze cho biết. Thiết kế của Ba Lan có nhiều điểm tương đồng với da Vinci của Mỹ - nó cho phép bạn tạo ra hình ảnh 3D với chất lượng HD, loại bỏ hiện tượng run tay và các dụng cụ có thể xuyên thấu kính viễn vọng vào bệnh nhân.
RobinHeart không được điều khiển bằng các cần điều khiển đặc biệt, như của da Vinci, mà bằng các nút. Đánh bóng một tay bác sĩ phẫu thuật robot có thể sử dụng tối đa hai công cụ, hơn nữa, có thể được tháo ra bất cứ lúc nào, chẳng hạn, để sử dụng chúng theo cách thủ công.
Thật không may, tương lai của robot phẫu thuật đầu tiên của Ba Lan vẫn còn rất bất định. Cho đến nay, chỉ có một mc2 chưa phẫu thuật cho bệnh nhân còn sống. Nguyên nhân? Không có đủ nhà đầu tư.
Tiến sĩ Navrat đã tìm kiếm chúng trong nhiều năm, nhưng việc đưa robot RobinHeart vào các bệnh viện Ba Lan cần khoảng 40 triệu zł. Vào tháng XNUMX năm ngoái, một nguyên mẫu của một robot theo dõi video di động nhẹ cho một loạt các ứng dụng lâm sàng đã được giới thiệu: RobinHeart PortVisionAble.
Việc xây dựng nó được tài trợ bởi Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Quốc gia, tài trợ từ Quỹ Phát triển Phẫu thuật Tim và nhiều nhà tài trợ. Năm nay, nó được lên kế hoạch phát hành ba mô hình của thiết bị. Nếu Ủy ban Đạo đức đồng ý sử dụng chúng trong một thí nghiệm lâm sàng, chúng sẽ được thử nghiệm trong môi trường bệnh viện.
Không chỉ phẫu thuật
Ở phần đầu, chúng tôi đã đề cập đến robot làm việc với trẻ em trong bệnh viện và lấy máu. Y học có thể tìm thấy nhiều công dụng "xã hội" hơn cho những chiếc máy này.
Một ví dụ là nhà trị liệu ngôn ngữ robot Bandit, được thành lập tại Đại học Nam California, được thiết kế để hỗ trợ trị liệu cho trẻ em mắc chứng tự kỷ. Nó trông giống như một món đồ chơi được thiết kế để tạo điều kiện tiếp xúc với người bệnh.
7. Robot Clara hóa trang thành y tá
Có hai camera trong “mắt” của nó, và nhờ các cảm biến hồng ngoại được lắp đặt, robot di chuyển trên hai bánh xe có thể xác định vị trí của đứa trẻ và thực hiện các hành động thích hợp.
Theo mặc định, anh ta cố gắng tiếp cận bệnh nhân nhỏ trước, nhưng khi anh ta bỏ chạy, anh ta dừng lại và ra hiệu cho anh ta tiếp cận.
Thông thường, trẻ em sẽ tiếp cận robot và hình thành mối quan hệ với nó do khả năng thể hiện cảm xúc bằng “nét mặt”.
Điều này cho phép trẻ em tham gia vào trò chơi và sự hiện diện của robot cũng tạo điều kiện cho các tương tác xã hội như trò chuyện. Camera của robot cũng ghi lại hành vi của đứa trẻ, hỗ trợ liệu pháp do bác sĩ hướng dẫn.
Công việc phục hồi cung cấp độ chính xác và khả năng lặp lại, chúng cho phép thực hiện các bài tập trên bệnh nhân mà ít có sự tham gia của bác sĩ trị liệu, điều này có thể giảm chi phí và tăng số lượng người đang điều trị (bộ xương ngoài được hỗ trợ được coi là một trong những dạng robot phục hồi chức năng tiên tiến nhất).
Ngoài ra, độ chính xác, không thể đạt được đối với một người, giúp giảm thời gian phục hồi do hiệu quả cao hơn. cách sử dụng rô bốt phục hồi tuy nhiên cần có sự giám sát của bác sĩ chuyên khoa để đảm bảo an toàn. Bệnh nhân thường không nhận thấy quá nhiều cơn đau khi vận động, vì lầm tưởng rằng, ví dụ như tập luyện với liều lượng cao hơn sẽ dẫn đến kết quả nhanh hơn.
Nhà cung cấp liệu pháp truyền thống có thể nhanh chóng nhận ra cảm giác đau quá mức, cũng như tập thể dục quá nhẹ. Cũng cần cung cấp khả năng gián đoạn khẩn cấp quá trình phục hồi chức năng bằng cách sử dụng rô bốt, ví dụ, nếu thuật toán điều khiển không thành công.
Robot Clara (7), được tạo ra bởi USC Interaction Lab. y tá robot. Nó di chuyển theo các tuyến đường định trước, phát hiện các chướng ngại vật. Bệnh nhân được nhận dạng bằng mã quét đặt cạnh giường. Robot hiển thị các hướng dẫn được ghi trước cho các bài tập phục hồi chức năng.
Giao tiếp với mục đích chẩn đoán với bệnh nhân xảy ra thông qua các câu trả lời "có" hoặc "không". Robot được thiết kế dành cho những người sau các thủ thuật tim, những người cần thực hiện các bài tập đo phế dung lên đến 10 lần mỗi giờ trong vài ngày. Nó cũng được tạo ra ở Ba Lan. rô bốt phục hồi chức năng.
Nó được phát triển bởi Michal Mikulski, một nhân viên của Phòng Điều khiển và Người máy của Đại học Công nghệ Silesian ở Gliwice. Nguyên mẫu là một bộ xương ngoài - một thiết bị đeo trên tay bệnh nhân, có khả năng phân tích và cải thiện chức năng cơ. Tuy nhiên, nó chỉ có thể phục vụ một bệnh nhân và sẽ rất tốn kém.
Các nhà khoa học đã quyết định tạo ra một robot cố định rẻ hơn có thể giúp phục hồi bất kỳ bộ phận nào của cơ thể. Tuy nhiên, với tất cả sự nhiệt tình dành cho người máy, điều đáng nhớ là việc sử dụng rô bốt trong y học nó không chỉ rải rác với hoa hồng. Trong phẫu thuật, ví dụ, điều này có liên quan đến chi phí đáng kể.
Liệu trình sử dụng hệ thống da Vinci, đặt tại Ba Lan, chi phí khoảng 15-30 nghìn. PLN, và sau mười quy trình, bạn cần mua một bộ công cụ mới. NHF không hoàn trả chi phí hoạt động được thực hiện trên thiết bị này với số tiền khoảng 9 triệu PLN.
Nó cũng có nhược điểm là làm tăng thời gian thực hiện thủ thuật, đồng nghĩa với việc bệnh nhân phải gây mê lâu hơn và được nối với hệ tuần hoàn nhân tạo (trong trường hợp phẫu thuật tim).
