Doctor Robot: l'inici de la robòtica mèdica
No ha de ser el robot especialitzat que controla el braç de Luke Skywalker que vam veure a Star Wars (1). N'hi ha prou amb el cotxe per fer companyia i potser entretenir els nens malalts a l'hospital (2) -com en el projecte ALIZ-E finançat per la Unió Europea-.
Com a part d'aquest projecte, XNUMX Robots Naoque estaven hospitalitzats amb nens amb diabetis. Estan programades per a funcions purament socials, equipades amb habilitats de parla i reconeixement facial, així com diverses tasques didàctiques relacionades amb la informació sobre la diabetis, el seu curs, els símptomes i els mètodes de tractament.
Empatitzar com a companys de patiment és una gran idea, però des d'arreu arriben informes que els robots estan fent un treball mèdic real de debò. Entre ells, per exemple, Veebot, creat per una startup de Califòrnia. La seva tasca és prendre sang per analitzar (3).
El dispositiu està equipat amb un sistema de "visió" d'infrarojos i apunta la càmera a la vena corresponent. Un cop el troba, l'examina més amb una ecografia per veure si encaixa a la cavitat de l'agulla. Si tot està en ordre, clava una agulla i pren sang.
Tot el procediment dura aproximadament un minut. La precisió de selecció de vasos sanguinis de Veebot és del 83 per cent. Petit? Una infermera que ho fa a mà té un resultat similar. A més, s'espera que Veebot superi el 90% en el moment dels assaigs clínics.
1. Robot Doctor de Star Wars
2. Un robot que acompanya els nens a l'hospital
Van haver de treballar a l'espai.
idea de construcció robots quirúrgics etc. A les dècades de 80 i 90, la NASA dels EUA va construir sales d'operacions intel·ligents que s'havien d'utilitzar com a equipament per a naus espacials i bases orbitals que participaven en programes d'exploració espacial.
3. Veebot: un robot per recollir i analitzar sang
Tot i que els programes es van tancar, els investigadors d'Intuitive Surgical van continuar treballant en la cirurgia robòtica, amb empreses privades finançant els seus esforços. El resultat va ser da Vinci, introduït per primera vegada a Califòrnia a finals dels anys 90.
Però primer el primer del món robot quirúrgic aprovat i aprovat per al seu ús el 1994 per la Food and Drug Administration dels EUA va ser el sistema robòtic AESOP.
La seva feina era subjectar i estabilitzar les càmeres durant les cirurgies mínimament invasives. El següent va ser ZEUS, un robot orientable de tres braços utilitzat en cirurgia laparoscòpica (4), molt semblant al robot da Vinci que vindria més tard.
El setembre de 2001, mentre era a Nova York, Jacques Maresco va extirpar la vesícula biliar d'un pacient de 68 anys en una clínica d'Estrasburg mitjançant el sistema quirúrgic robòtic ZEUS.
Probablement l'avantatge més important de ZEUS, com tothom robot quirúrgic, va ser l'eliminació completa de l'efecte del tremolor de les mans, que pateixen fins i tot els més experimentats i millors cirurgians del món.
4. Robot i estació de control ZEUS
El robot és precís gràcies a l'ús d'un filtre adequat que elimina les vibracions a una freqüència d'uns 6 Hz, típica d'una encaixada de mans humana. L'esmentat da Vinci (5) es va fer famós a principis de 1998 quan un equip francès va realitzar la primera operació de bypass coronari individual del món.
Uns mesos després, es va realitzar amb èxit la cirurgia de la vàlvula mitral, és a dir. cirurgia dins del cor. Per a la medicina en aquell moment, aquest va ser un esdeveniment comparable a l'aterratge de la sonda Pathfinder a la superfície de Mart el 1997.
Els quatre braços de Da Vinci, acabats en instruments, entren al cos del pacient a través de petites incisions a la pell. El dispositiu està controlat per un cirurgià assegut a la consola, equipat amb un sistema de visió tècnica, gràcies al qual visualitza el lloc operat en tres dimensions, en resolució HD, en colors naturals i amb un augment de 10x.
Aquesta tècnica avançada permet l'extirpació completa del teixit malalt, especialment dels afectats per cèl·lules canceroses, així com inspeccionar llocs de difícil accés, com la pelvis o la base del crani.
Altres metges poden observar les operacions de Da Vinci fins i tot en llocs a milers de quilòmetres de distància. Això permet realitzar intervencions quirúrgiques complexes utilitzant els coneixements dels especialistes més reputats, sense portar-los al quiròfan.
Tipus de robots mèdics Robots quirúrgics: la seva característica més important és l'augment de la precisió i la reducció del risc d'error associat. Obres de rehabilitació: faciliten i donen suport a la vida de les persones amb discapacitats funcionals permanents o temporals (durant el període de recuperació), així com de les persones amb discapacitat i gent gran.
El grup més gran s'utilitza per: diagnòstic i rehabilitació (normalment sota la supervisió d'un terapeuta, i de manera independent pel pacient, principalment en telerehabilitació), canvi de posició i exercicis al llit (llits robòtics), millora de la mobilitat (cadires de rodes robòtiques per a discapacitats i exoesquelets), infermeria (robots), assistència a l'aprenentatge i al treball (llocs de treball robotitzats o sales de robòtica) i teràpia per a determinats trastorns cognitius (robots terapèutics per a nens i gent gran).
Els biorobots són un grup de robots dissenyats per imitar humans i animals que fem servir amb finalitats cognitives. Un exemple és un robot educatiu japonès utilitzat pels futurs metges per formar-se en cirurgia. Robots que substitueixen l'assistent durant l'operació: la seva aplicació principal es refereix a la capacitat del cirurgià de controlar la posició de la càmera robòtica, que proporciona una bona "visió" dels llocs operats.
També hi ha un robot polonès
Història robòtica mèdica a Polònia va ser iniciat l'any 2000 per científics de la Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, que estaven desenvolupant un prototip de la família de robots RobinHeart (6). Tenen una estructura segmentada que permet triar l'equip adequat per a diferents operacions.
Es van crear els següents models: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - amb una base independent i controlat per un ordinador industrial; RobinHeart 2: connectat a la taula d'operacions, amb dos suports sobre els quals podeu instal·lar instruments quirúrgics o un camí de visualització amb una càmera endoscòpica; RobinHeart mc2 i RobinHeart Vision s'utilitzen per controlar l'endoscopi.
Iniciador, coordinador, creador de supòsits, planificació d'operacions i moltes solucions de projectes mecatrònics. Robot quirúrgic polonès Robinhart era metge. Zbigniew Nawrat. Juntament amb el desaparegut Prof. Zbigniew Religa va ser el padrí de tots els treballs realitzats per especialistes de Zabrze en consulta amb centres acadèmics i instituts de recerca.
El grup de dissenyadors, electrònica, informàtica i mecànics que van treballar a RobinHeart van consultar constantment l'equip mèdic per determinar quines solucions calia fer-hi.
“El gener de 2009, al Centre de Medicina Experimental de la Universitat Mèdica de Silèsia a Katowice, quan tractava animals, el robot va realitzar fàcilment totes les tasques que se li van assignar. Actualment, s'estan expedint certificats per a això.
6. Robot mèdic polonès RobinHeart
Quan trobem patrocinadors, passarà a la producció en sèrie", va dir Zbigniew Nawrat de la Fundació per al Desenvolupament de la Cirurgia Cardíaca a Zabrze. El disseny polonès té molt en comú amb el da Vinci nord-americà: permet crear una imatge 3D en qualitat HD, elimina el tremolor de les mans i els instruments penetren telescòpicament al pacient.
RobinHeart no està controlat per joysticks especials, com el de Da Vinci, sinó per botons. Esmalt d'una mà cirurgià robot capaç de manejar fins a dues eines, que, a més, es poden treure en qualsevol moment, per exemple, per utilitzar-les manualment.
Malauradament, el futur del primer robot quirúrgic polonès segueix sent molt incert. Fins ara, només hi ha un mc2 que encara no ha operat un pacient viu. Per què? No hi ha prou inversors.
El doctor Navrat els busca des de fa molts anys, però la introducció dels robots RobinHeart als hospitals polonesos requereix uns 40 milions de EUR. El desembre de l'any passat es va presentar un prototip d'un robot de seguiment de vídeo portàtil lleuger per a una àmplia gamma d'aplicacions clíniques: RobinHeart PortVisionAble.
La seva construcció va ser finançada pel Centre Nacional d'Investigació i Desenvolupament, fons del Fons per al Desenvolupament de la Cirurgia Cardíaca i nombrosos patrocinadors. Aquest any està previst llançar tres models del dispositiu. Si el Comitè d'Ètica accepta utilitzar-los en un experiment clínic, seran provats en un entorn hospitalari.
No només cirurgia
Al principi, vam esmentar els robots que treballaven amb nens a l'hospital i recol·lecten sang. La medicina podria trobar usos més "socials" per a aquestes màquines.
Un exemple és robot logopeda Bandit, creat a la Universitat del Sud de Califòrnia, està dissenyat per donar suport a la teràpia per a nens amb autisme. Sembla una joguina dissenyada per facilitar el contacte amb els malalts.
7. Robot Clara vestida d'infermera
Hi ha dues càmeres als seus "ulls" i gràcies als sensors infrarojos instal·lats, el robot, que es mou sobre dues rodes, és capaç de determinar la posició del nen i prendre les accions adequades.
Per defecte, intenta apropar-se primer al petit pacient, però quan fuig, s'atura i li indica que s'acosta.
Normalment, els nens s'acostaran al robot i hi formaran un vincle a causa de la seva capacitat per expressar emocions amb "expressions facials".
Això permet que els nens s'impliquin en el joc, i la presència del robot també facilita les interaccions socials com la conversa. Les càmeres del robot també permeten gravar el comportament del nen, donant suport a la teràpia que li proporciona el metge.
Treballs de rehabilitació proporcionant precisió i repetibilitat, permeten realitzar exercicis en pacients amb menys implicació dels terapeutes, la qual cosa pot reduir costos i augmentar el nombre de persones sotmeses a tractament (l'exoesquelet suportat es considera una de les formes més avançades de robot de rehabilitació).
A més, la precisió, inassolible per a una persona, permet reduir el temps de rehabilitació gràcies a una major eficiència. ús robots de rehabilitació tanmateix, es requereix la supervisió dels terapeutes per garantir la seguretat. Els pacients sovint no noten massa dolor durant l'exercici, creient erròniament que, per exemple, una dosi més alta d'exercici porta a resultats més ràpids.
És probable que el proveïdor de teràpia tradicional noti ràpidament una sensació de dolor excessiva, així com l'exercici massa lleuger. També cal proporcionar la possibilitat d'una interrupció d'emergència de la rehabilitació mitjançant un robot, per exemple, si falla l'algoritme de control.
Robot Clara (7), creat per USC Interaction Lab. infermera robot. Es mou per rutes predeterminades, detectant obstacles. Els pacients es reconeixen mitjançant codis d'escaneig col·locats al costat dels llits. El robot mostra instruccions pregravades per als exercicis de rehabilitació.
La comunicació amb finalitats diagnòstiques amb el pacient es produeix a través de les respostes "sí" o "no". El robot està pensat per a persones després de procediments cardíacs que necessiten realitzar exercicis d'espirometria fins a 10 vegades per hora durant diversos dies. També es va crear a Polònia. robot de rehabilitació.
Va ser desenvolupat per Michal Mikulski, un empleat del Departament de Control i Robòtica de la Universitat Tecnològica de Silèsia a Gliwice. El prototip era un exoesquelet, un dispositiu que es portava a la mà del pacient, capaç d'analitzar i millorar la funció muscular. Tanmateix, només podria servir a un pacient i seria molt car.
Els científics van decidir crear un robot estacionari més barat que podria ajudar a la rehabilitació de qualsevol part del cos. No obstant això, amb tot l'entusiasme per la robòtica, val la pena recordar que l'ús de robots en medicina no només està escampat de roses. En cirurgia, per exemple, això s'associa a costos importants.
El procediment amb el sistema da Vinci, situat a Polònia, costa entre 15 i 30 mil. PLN, i després de deu procediments cal comprar un nou conjunt d'eines. NHF no reemborsa els costos de les operacions realitzades en aquest equipament per un import aproximat de 9 milions de PLN.
També té l'inconvenient d'augmentar el temps necessari per al procediment, la qual cosa fa que el pacient hagi de romandre més temps sota anestèsia i connectar-se a la circulació artificial (en el cas de la cirurgia cardíaca).
