Doctor Robot - o início da robótica médica
Não precisa ser o robô especialista que controla o braço de Luke Skywalker que vimos em Star Wars (1). Basta que o carro faça companhia e talvez entretenha crianças doentes no hospital (2) - como no projeto ALIZ-E financiado pela União Europeia.
Como parte deste projeto, XNUMX Robôs nãointernados com crianças com diabetes. Eles são programados para funções puramente sociais, equipados com habilidades de reconhecimento de fala e facial, além de várias tarefas didáticas relacionadas a informações sobre diabetes, seu curso, sintomas e métodos de tratamento.
Empatizar com outros sofredores é uma ótima ideia, mas relatórios estão chegando de todos os lugares de que os robôs estão realizando um trabalho médico real a sério. Entre eles, por exemplo, o Veebot, criado por uma startup da Califórnia. Sua tarefa é coletar sangue para análise (3).
O dispositivo está equipado com um sistema de "visão" infravermelho e aponta a câmera para a veia correspondente. Depois de encontrá-lo, ele o examina com um ultrassom para ver se ele se encaixa na cavidade da agulha. Se tudo estiver em ordem, ele espeta uma agulha e tira sangue.
Todo o procedimento leva cerca de um minuto. A precisão da seleção de vasos sanguíneos do Veebot é de 83%. Pequena? Uma enfermeira fazendo isso manualmente tem um resultado semelhante. Além disso, espera-se que o Veebot exceda 90% no momento dos ensaios clínicos.
1. Robot Doctor de Star Wars
2. Um robô que acompanha crianças no hospital
Eles tiveram que trabalhar no espaço.
ideia de construção robôs cirúrgicos etc. Nas décadas de 80 e 90, a NASA norte-americana construiu salas de operação inteligentes que seriam usadas como equipamentos para naves espaciais e bases orbitais participantes de programas de exploração espacial.
3. Veebot - um robô para coletar e analisar sangue
Embora os programas tenham encerrado, os pesquisadores da Intuitive Surgical continuaram trabalhando em cirurgia robótica, com empresas privadas financiando seus esforços. O resultado foi da Vinci, introduzido pela primeira vez na Califórnia no final dos anos 90.
Mas primeiro o primeiro do mundo robô cirúrgico aprovado e aprovado para uso em 1994 pela Food and Drug Administration dos EUA foi o sistema robótico AESOP.
Seu trabalho era segurar e estabilizar câmeras durante cirurgias minimamente invasivas. O próximo foi o ZEUS, um robô dirigível de três braços usado em cirurgia laparoscópica (4), muito semelhante ao robô da Vinci que viria mais tarde.
Em setembro de 2001, em Nova York, Jacques Maresco removeu a vesícula biliar de um paciente de 68 anos em uma clínica de Estrasburgo usando o sistema cirúrgico robótico ZEUS.
Provavelmente a vantagem mais importante do ZEUS, como todos os outros robô cirúrgico, foi a completa eliminação do efeito do tremor nas mãos, do qual até os melhores e mais experientes cirurgiões do mundo sofrem.
4. Robô ZEUS e estação de controle
O robô é preciso graças ao uso de um filtro apropriado que elimina as vibrações a uma frequência de cerca de 6 Hz, típica de um aperto de mão humano. O já citado da Vinci (5) tornou-se famoso no início de 1998, quando uma equipe francesa realizou a primeira operação de revascularização do miocárdio única do mundo.
Alguns meses depois, a cirurgia da valva mitral foi realizada com sucesso, ou seja, cirurgia dentro do coração. Para a medicina da época, este foi um evento comparável ao pouso da sonda Pathfinder na superfície de Marte em 1997.
Os quatro braços de Da Vinci, que terminam em instrumentos, entram no corpo do paciente através de pequenas incisões na pele. O aparelho é controlado por um cirurgião sentado no console, equipado com um sistema de visão técnica, graças ao qual visualiza o local operado em três dimensões, em resolução HD, em cores naturais e com aumento de 10x.
Essa técnica avançada permite a remoção completa de tecidos doentes, principalmente aqueles afetados por células cancerígenas, além de inspecionar locais de difícil acesso, como a pelve ou a base do crânio.
Outros médicos podem observar as operações de da Vinci mesmo em lugares a milhares de quilômetros de distância. Isso permite que procedimentos cirúrgicos complexos sejam realizados com o conhecimento dos especialistas mais conceituados, sem trazê-los para a sala de cirurgia.
Tipos de robôs médicos Robôs cirúrgicos - sua característica mais importante é o aumento da precisão e a redução do risco de erro associado. Obras de reabilitação - facilitar e apoiar a vida de pessoas com incapacidades funcionais permanentes ou temporárias (em período de recuperação), bem como de deficientes e idosos.
O grupo maior é utilizado para: diagnóstico e reabilitação (geralmente sob supervisão de um terapeuta, e de forma independente pelo paciente, principalmente em telerreabilitação), mudança de posição e exercícios no leito (camas robóticas), melhoria da mobilidade (cadeiras de rodas robóticas para deficientes e exoesqueletos), enfermagem (robôs), aprendizagem e assistência ao trabalho (locais de trabalho robotizados ou salas robóticas) e terapia para certos distúrbios cognitivos (robôs terapêuticos para crianças e idosos).
Biorobôs são um grupo de robôs projetados para imitar humanos e animais que usamos para fins cognitivos. Um exemplo é um robô educacional japonês usado por futuros médicos para treinamento em cirurgia. Robôs que substituem um assistente durante uma operação - sua principal aplicação diz respeito à capacidade do cirurgião de controlar a posição da câmera robótica, que proporciona uma boa "visão" dos locais operados.
Há também um robô polonês
história robótica médica na Polônia foi iniciado em 2000 por cientistas da Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, que estavam desenvolvendo um protótipo da família de robôs RobinHeart (6). Possuem uma estrutura segmentada que permite escolher o equipamento certo para diversas operações.
Foram criados os seguintes modelos: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - com base independente e controlado por computador industrial; RobinHeart 2 - preso à mesa cirúrgica, com dois suportes nos quais você pode instalar instrumentos cirúrgicos ou um caminho de visualização com uma câmera endoscópica; RobinHeart mc2 e RobinHeart Vision são usados para controlar o endoscópio.
Iniciador, coordenador, idealizador de premissas, planejamento de operações e diversas soluções de projetos mecatrônicos. robô cirúrgico polonês Robinhart era médico. Zbigniew Nawrat. Juntamente com o falecido Prof. Zbigniew Religa foi o padrinho de todos os trabalhos realizados por especialistas de Zabrze em consulta com centros acadêmicos e institutos de pesquisa.
O grupo de designers, eletrônicos, TI e mecânicos que trabalhou no RobinHeart estava em constante consulta com a equipe médica para determinar quais correções precisavam ser feitas nele.
“Em janeiro de 2009, no Centro de Medicina Experimental da Universidade Médica da Silésia em Katowice, ao tratar animais, o robô executou facilmente todas as tarefas atribuídas a ele. Atualmente, os certificados estão sendo emitidos para ele.
6. Robô médico polonês RobinHeart
Quando encontrarmos patrocinadores, ele entrará em produção em série”, disse Zbigniew Nawrat, da Fundação para o Desenvolvimento da Cirurgia Cardíaca em Zabrze. O design polonês tem muito em comum com o americano da Vinci - permite criar uma imagem 3D em qualidade HD, elimina o tremor das mãos e os instrumentos penetram telescopicamente no paciente.
RobinHeart não é controlado por joysticks especiais, como o de da Vinci, mas por botões. Polimento de uma mão cirurgião robô capaz de manejar até duas ferramentas, que, além disso, podem ser removidas a qualquer momento, por exemplo, para usá-las manualmente.
Infelizmente, o futuro do primeiro robô cirúrgico polonês permanece muito incerto. Até agora, há apenas um mc2 que ainda não operou um paciente vivo. Causa? Não há investidores suficientes.
O Dr. Navrat os procura há muitos anos, mas a introdução dos robôs RobinHeart nos hospitais poloneses requer cerca de 40 milhões de zł. Em dezembro do ano passado, foi apresentado um protótipo de um robô rastreador de vídeo portátil leve para uma ampla gama de aplicações clínicas: RobinHeart PortVisionAble.
Sua construção foi financiada pelo Centro Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento, recursos do Fundo para o Desenvolvimento da Cirurgia Cardíaca e diversos patrocinadores. Este ano está previsto o lançamento de três modelos do aparelho. Se o Comitê de Ética concordar em usá-los em um experimento clínico, eles serão testados em ambiente hospitalar.
Não só cirurgia
No início, mencionamos robôs trabalhando com crianças no hospital e coletando sangue. A medicina poderia encontrar usos mais "sociais" para essas máquinas.
Um exemplo é robô fonoaudiólogo Bandit, criado na Universidade do Sul da Califórnia, é projetado para apoiar a terapia para crianças com autismo. Parece um brinquedo projetado para facilitar o contato com os doentes.
7. Robô Clara vestida de enfermeira
Existem duas câmeras em seus “olhos” e, graças aos sensores infravermelhos instalados, o robô, movendo-se sobre duas rodas, é capaz de determinar a posição da criança e tomar as medidas cabíveis.
Por padrão, ele tenta se aproximar do pequeno paciente primeiro, mas quando ele foge, ele para e gesticula para que ele se aproxime.
Normalmente, as crianças se aproximam do robô e formam um vínculo com ele devido à sua capacidade de expressar emoções com “expressões faciais”.
Isso permite que as crianças se envolvam no jogo, e a presença do robô também facilita interações sociais, como conversas. As câmeras do robô também permitem o registro do comportamento da criança, auxiliando na terapia fornecida pelo médico.
Trabalho de reabilitação proporcionando precisão e repetibilidade, permitem que os exercícios sejam realizados em pacientes com menor envolvimento dos terapeutas, o que pode reduzir custos e aumentar o número de pessoas em tratamento (o exoesqueleto apoiado é considerado uma das formas mais avançadas de reabilitação robótica).
Além disso, a precisão, inatingível para uma pessoa, permite reduzir o tempo de reabilitação devido à maior eficiência. uso robôs de reabilitação no entanto, a supervisão de terapeutas é necessária para garantir a segurança. Os pacientes muitas vezes não percebem muita dor durante o exercício, acreditando erroneamente que, por exemplo, uma dose maior de exercício leva a resultados mais rápidos.
É provável que a sensação excessiva de dor seja rapidamente percebida pelo provedor de terapia tradicional, assim como o exercício muito leve. Também é necessário prever a possibilidade de uma interrupção emergencial da reabilitação usando um robô, por exemplo, se o algoritmo de controle falhar.
Robô Clara (7), criado pelo USC Interaction Lab. enfermeira robô. Ele se move ao longo de rotas predeterminadas, detectando obstáculos. Os pacientes são reconhecidos por códigos de digitalização colocados ao lado das camas. O robô exibe instruções pré-gravadas para exercícios de reabilitação.
A comunicação para fins diagnósticos com o paciente ocorre por meio das respostas “sim” ou “não”. O robô é destinado a pessoas após procedimentos cardíacos que precisam realizar exercícios de espirometria até 10 vezes por hora durante vários dias. Também foi criado na Polônia. robô de reabilitação.
Foi desenvolvido por Michal Mikulski, funcionário do Departamento de Controle e Robótica da Universidade de Tecnologia da Silésia em Gliwice. O protótipo era um exoesqueleto - um dispositivo usado na mão do paciente, capaz de analisar e melhorar a função muscular. No entanto, só poderia atender um paciente e seria muito caro.
Os cientistas decidiram criar um robô estacionário mais barato que pudesse ajudar na reabilitação de qualquer parte do corpo. No entanto, com todo o entusiasmo pela robótica, vale lembrar que o uso de robôs na medicina ele está repleto não apenas de rosas. Na cirurgia, por exemplo, isso está associado a custos significativos.
O procedimento usando o sistema da Vinci, localizado na Polônia, custa cerca de 15 a 30 mil. PLN e, após dez procedimentos, você precisa comprar um novo conjunto de ferramentas. A NHF não reembolsa os custos das operações realizadas neste equipamento no valor de aproximadamente PLN 9 milhões.
Também tem a desvantagem de aumentar o tempo necessário para o procedimento, o que significa que o paciente deve permanecer sob anestesia por mais tempo e estar conectado à circulação artificial (no caso de cirurgia cardíaca).
