tıbbi robotlar. En Umut Veren Yedi Tıbbi Robot Uzman Desteği ve Yardımcı Robotlar

Teletıp ile ilgili son yazımda, 2010 yılında dünyada 1000'e yakın kurulu olan Da Vinci robot cerrahından söz edilmişti. Ancak bu, tıpta kullanılan robotiklerin tek başarısından uzaktır.

Robotlar hangi alanlarda ve neden kullanılıyor? Ameliyatta, çocuklara ve yaşlılara bakıcı olarak, teletıpta ve hatta ilaç dağıtımında. Daha ayrıntılı olarak - habrakat altında soruyorum.

RİBA

2009 yılında RIBA II tanıtıldı. Robotun bu versiyonu hastaları doğrudan yerden alabiliyorken, ilk robot hastaları yalnızca tekerlekli sandalye veya yataktan alabiliyordu. Ayrıca, yük kapasitesi 176 pound'a, yani yaklaşık 80 kg'a, yani 41 pound'a veya ilk versiyondan 18,5 kg'a yükseldi.

Japonların neden böyle bir robota ihtiyacı var? Her şey uzun ömürle ilgili. Japonya'da 2015 yılına kadar bakıma muhtaç yaşlıların sayısının beş buçuk milyona ulaşacağı tahmin ediliyor. O halde, hastaları her gün bir futondan tekerlekli sandalyeye, tekerlekli sandalyeden yatağa, sırta vb. kaldırmak için kaç hemşire ve hemşirenin gerekeceğini hayal edin. Robotlar bu amaçlar için daha uygundur ve hemşirelerin işlerini yapmasına izin verin - sadece yaşlılarla ilgilenin.

Ve bu robot Guinness Rekorlar Kitabında "Dünyanın en terapötik robotu" olarak listeleniyor. Birçok sensörle donatılmıştır - dokunma, ışık, ses, sıcaklık ve konum. Bu hasta ile iyi iletişim için gereklidir, hastanın sakinleşmesine yardımcı olur.

Aynı şey için Keepon'a da ihtiyaç var, ama bence o daha az sevimli. Dans eder ve dokunmaya tepki verir.

dağıtım robotu

Panasonic'in robotu ayrıca ilaçları eczaneden hastalara ulaştırmak için tasarlandı. Bu robotun ilk versiyonu halihazırda 400 hasta hakkında bilgi depolayabiliyor ve bir hasta veya hemşirenin talebi üzerine reçeteye göre ilaç dağıtabiliyordu.

telepresence

Rus gerçeklerinde, bu tür robotların kullanımı neredeyse imkansız, çünkü hem kliniklerin girişinde hem de içlerinde her yerde rampalarla ilgili sorunlarımız var. Böylece robot yalnızca maksimum bir kat içinde ve minimum - oda içinde hareket edebilecek, ağır bir eşiğin üstesinden gelemeyecek.

PR-7

Vgo - kontrol 4G üzerinden gerçekleştirilir.

Ameliyat

Ortopedide 1992 yılında RoboDoc eklem protezleri için kullanılmaya başlandı.

Daha sonra asistanlar Zeus ve Ezop ortaya çıktı, ancak yine de operasyondaki ana karakter cerrahtı. 1990'ların sonlarında, bu, uzaktan operasyonlar için bir robot olan Da Vinci'nin ortaya çıkmasıyla değişti.

Konsoldaki cerrah, siteyi çoklu büyütme ile 3D formatında görür ve joystick ile çalışır. Bu sırada işlemi dört kollu robot yapar. Başlangıçta görüntü elbette hacimli değildi, ancak daha sonra bu sorun çözüldü.

Bir dakikalık transformatörler: İtalyan bilim adamlarından ARES, cilde zarar vermeden operasyonlar gerçekleştirmek için tasarlandı. Çünkü hasta onu parça parça yutar ve daha sonra bağırsaklardan da dışarı çıkar. İçeride robot kendini toplar ve ardından cerrah ameliyatı gerçekleştirir.

Eğitim: hasta simülatörleri

HPS (İnsan Hasta Simülatörü), bu türün en işlevsel robotu olarak kabul edilir. Fizyoloji ve ilaçlara karşı bireysel tepkiler açısından farklılık gösteren 30 farklı hasta profilini saklar. Bunlar hamile bir kadının sağlıklı bir çocuğunun ve yaşlı bir alkoliğin profilleri olabilir. Karotis, brakiyal, femoral, radyal popliteal arterlerde hissedilen nabız basınca bağlı olarak değişir, robot monitörlerde görüntülenen karbondioksiti dışarı verir ve gözbebekleri ışığa tepki verir.

Diş hekimleriyle - aynı hikaye. Kötü dişleri olan talihsiz insanları parçalamayı bırakın! Önce kedileri eğitin. Fotoğrafta - aslen Japonya'dan olan ve hemen görülebilen Hanako 2.

Lütfen bu gönderide diğer robotların neler olması gerektiğini yorumlara yazın.

Bugün, dünyanın dört bir yanındaki araştırma grupları robotların tıpta kullanılması kavramını el yordamıyla bulmaya çalışıyor. Her ne kadar belki de "zaten el yordamıyla" demek daha doğru olsa da. Gelişmelerin sayısına ve çeşitli bilimsel grupların ilgisine bakıldığında, tıbbi mikro robotların yaratılmasının ana yön haline geldiği söylenebilir. Buna "nano-" ön ekine sahip robotlar da dahildir. Ayrıca, bu alandaki ilk başarılar nispeten yakın zamanda, sadece sekiz yıl önce elde edildi.

2006 yılında, Sylvan Martel liderliğindeki bir araştırma ekibi, canlı bir domuzun karotid arterine dolma kalem topu büyüklüğünde küçük bir robot fırlatarak dünyanın ilk başarılı deneyini gerçekleştirdi. Aynı zamanda robot, kendisine atanan tüm “yol noktaları” boyunca hareket etti. Ve o zamandan bu yana geçen yıllar boyunca mikrorobotik biraz ilerledi.

Günümüz mühendislerinin ana hedeflerinden biri, yalnızca büyük arterlerde değil, aynı zamanda nispeten dar kan damarlarında da hareket edebilecek bu tür tıbbi robotlar yaratmaktır. Bu, karmaşık tedavilerin böyle travmatik bir cerrahi müdahale olmadan gerçekleştirilmesine izin verecektir.

Ancak bu, mikro robotların tek potansiyel faydasından uzaktır. Her şeyden önce, ilacı doğrudan hedeflenen bir şekilde maligniteye ileterek kanser tedavisinde faydalı olacaktır. Bu fırsatın değerini abartmak zordur: kemoterapi sırasında ilaçlar bir damlalık yoluyla verilir ve tüm vücuda ciddi bir darbe verilir. Aslında, birçok iç organa ve hatta tümörün kendisine zarar veren güçlü bir zehirdir. Bu, küçük bir tek hedefi yok etmek için halı bombalamasıyla karşılaştırılabilir.

Bu tür mikro robotlar yaratma görevi, bir dizi bilimsel disiplinin kesişme noktasındadır. Örneğin, fizik açısından - bu kadar küçük bir nesnenin kan olan viskoz bir sıvı içinde bağımsız olarak nasıl hareket etmesini sağlar? Mühendislik açısından - robota nasıl enerji sağlanır ve küçük bir nesnenin vücuttaki hareketi nasıl izlenir? Biyoloji açısından - insan vücuduna zarar vermemeleri için robotların üretimi için hangi malzemeler kullanılmalı? Ve ideal olarak, robotlar biyolojik olarak parçalanabilir olmalıdır, böylece vücuttan atılma problemini çözmek zorunda kalmazlar.

Mikro robotların bir hastanın vücudunu nasıl "kontamine edebileceğine" bir örnek, bir "biyo-roket"tir.

Mikrorobotun bu versiyonu, alüminyum bir kabukla çevrili bir titanyum çekirdektir. Robot çapı 20 µm'dir. Alüminyum su ile reaksiyona girer, bu sırada kabuğun yüzeyinde tüm yapıyı iten hidrojen kabarcıkları oluşur. Suda, böyle bir "biyo-roket" bir saniyede 150 çapına eşit bir mesafede yüzer. Bu, iki metre boyunda, saniyede 300 metre, 12 havuzda yüzen bir adama benzetilebilir. Böyle bir kimyasal motor, bir oksit filmi oluşumunun yoğunluğunu azaltan galyum ilavesi nedeniyle yaklaşık 5 dakika çalışır. Yani, maksimum güç rezervi suda yaklaşık 900 mm'dir. Hareket yönü robota harici bir manyetik alan tarafından verilir ve hedeflenen ilaç dağıtımı için kullanılabilir. Ancak yalnızca “şarj” bittikten sonra hasta, biyolojik olarak nötr titanyumdan farklı olarak insan vücudu üzerinde yararlı bir etkisi olmayan alüminyum kabuklu bir mikro balon saçılımı bulacaktır.

Mikrorobotlar o kadar küçük olmalıdır ki, geleneksel teknolojileri basitçe doğru boyuta ölçeklendirmek işe yaramaz. Uygun boyutta standart parçalar da üretilmez. Ve yapsalar bile, bu tür özel ihtiyaçlar için uygun olmazlardı. Ve bu nedenle, buluşlar tarihinde birçok kez olduğu gibi araştırmacılar da ilhamı doğadan arıyorlar. Örneğin, aynı bakteride. Mikro düzeyde ve hatta daha çok nano düzeyde, tamamen farklı fiziksel yasalar işliyor. Özellikle su çok viskoz bir sıvıdır. Bu nedenle mikro robotların hareketini sağlamak için başka mühendislik çözümlerinin uygulanması gerekmektedir. Bakteriler genellikle bu sorunu kirpiklerin yardımıyla çözer.

Bu yılın başlarında, Toronto Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, harici bir manyetik alan tarafından kontrol edilen ve iki kavrayıcıyla donatılmış 1 mm uzunluğunda bir prototip mikro robotu yarattı. Geliştiriciler onunla bir köprü kurmayı başardılar. Ayrıca bu robot sadece ilaç dağıtımı için değil, dolaşım sistemi ve organlarındaki mekanik doku onarımı için de kullanılabilir.

kaslı robotlar

Mikrorobotikte bir başka ilginç eğilim, kas güdümlü robotlardır. Örneğin, böyle bir proje var: “sırt” hidrojelden yapılmış bir robotun bağlı olduğu elektrikle uyarılan bir kas hücresi.

Bu sistem aslında birçok memelinin organizmasında bulunan doğal çözümü kopyalar. Örneğin insan vücudunda kas kasılması tendonlar aracılığıyla kemiklere iletilir. Bu biorobotta, hücre elektrik etkisi altında kasıldığında, “sırt” kıvrımları ve bacak görevi gören çapraz çubuklar birbirine çekilir. Bunlardan biri "sırt" ı bükerken daha kısa bir mesafe hareket ederse, robot bu "bacak" a doğru hareket eder.

Tıbbi mikro robotların ne olması gerektiğine dair başka bir vizyon daha var: yumuşak, çeşitli canlıların formlarını tekrarlayan. Örneğin, işte böyle bir robo-arı (RoboBee).

Doğru, tıbbi amaçlar için değil, diğerleri için tasarlanmıştır: bitkilerin tozlaşması, arama ve kurtarma operasyonları, toksik maddelerin tespiti. Projenin yazarları elbette arının anatomik özelliklerini körü körüne kopyalamıyorlar. Bunun yerine, çeşitli böceklerin organizmalarının çeşitli "yapılarını" dikkatli bir şekilde analiz eder, uyarlar ve mekaniğe çevirirler.

Veya doğada mevcut olan "yapıların" kullanımına başka bir örnek - çift kabuklu yumuşakça şeklinde bir mikro robot. "Kepenkleri" çarparak hareket eder, böylece bir jet akımı yaratır. Yaklaşık 1 mm boyutunda, insan göz küresinin içinde yüzebilir. Diğer tıbbi robotların çoğu gibi, bu "istiridye" güç kaynağı olarak harici bir manyetik alan kullanır. Ancak önemli bir fark var - sadece hareket için enerji alıyor, diğer mikro robot türlerinin aksine, alanın kendisi onu hareket ettirmiyor.

büyük robotlar

Elbette tıbbi ekipman parkı sadece mikro robotlarla sınırlı değil. Fantastik filmlerde ve kitaplarda, tıbbi robotlar genellikle bir insan cerrahın yerini alacak şekilde sunulur. Bu, her türlü cerrahi manipülasyonu hızlı ve çok doğru bir şekilde gerçekleştiren bir tür büyük cihazdır. Ve bu fikrin ilk uygulananlardan biri olması şaşırtıcı değil. Elbette modern cerrahi robotlar bir insanı bir bütün olarak değiştiremezler, ancak dikiş konusunda zaten tamamen güvenilirler. Ayrıca manipülatörler gibi cerrahın ellerinin uzantıları olarak da kullanılırlar.

Ancak tıbbi ortamda bu tür makinelerin kullanılmasının uygun olup olmadığı konusundaki tartışmalar azalmaz. Birçok uzman, bu tür robotların özel faydalar sağlamadığı, ancak yüksek fiyatları nedeniyle tıbbi hizmetlerin maliyetini önemli ölçüde artırdığı görüşündedir. Öte yandan robotik asistan ile ameliyat olan prostat kanserli hastaların gelecekte daha az yoğun hormonal ajan kullanımına ve radyoterapiye ihtiyaç duyduğunu gösteren bir çalışma var. Genel olarak, birçok bilim insanının çabalarının mikro robotların yaratılmasına yönelik olması şaşırtıcı değildir.

İlginç bir proje, astronotlara yardımcı olmak için tasarlanmış bir teletıp robotu olan Robonaut'tur. Bu hala deneysel bir projedir, ancak bu yaklaşım sadece astronot gibi önemli ve pahalı insanlara eğitim sağlamak için kullanılamaz. Teletıp robotları, ulaşılması zor çeşitli alanlarda yardım sağlamak için de kullanılabilir. Tabii ki, bu sadece uzak bir tayga veya dağ köyünün revirine bir robot yerleştirmek, bir sağlık görevlisini maaşla tutmaktan daha ucuzsa tavsiye edilebilir.

Ve bu tıbbi robot daha da uzmanlaşmıştır, kelliği tedavi etmek için kullanılır. ARTAS, yüksek çözünürlüklü fotoğraflara dayanarak hastanın saç derisinden saç köklerini otomatik olarak “temizler”. Daha sonra insan doktor, "hasatı" kel alanlara manuel olarak sokar.

Yine de, tıbbi robotlar dünyası, deneyimsiz bir kişiye göründüğü kadar monoton değildir. Üstelik aktif olarak gelişiyor, fikir birikimi, deneysel sonuçlar var ve en etkili yaklaşımlar aranıyor. Ve kim bilir, belki de yaşamımız boyunca bile “cerrah” kelimesi, neşterli değil, bir damlalık yoluyla yutmak veya tanıtmak için yeterli olacak bir mikro robot kavanozu olan bir doktor anlamına gelecektir.

Bilimsel robotik, robot yaratmanın tüm özelliklerinin incelenmesini içeren bir disiplindir. Sınıfta öğrenciler, robotların teorik temellerini, tarihini ve yasalarını, gerçek hayatta kullanımlarının özelliklerini öğrenirler.

"Robot" kelimesi ilk olarak 1921 yılında Çek oyun yazarı K. Capek tarafından kullanılmıştır. İnsanın arzularını yerine getirmek için yaratılan kölelerden bahsetti. Robota kelimesi Çekçe'den "zorla kölelik" olarak çevrilmiştir.

Bilimsel robotiğin gelişiminin yaklaşık 100 yılında, büyük değişiklikler meydana geldi. Fantezi dünyasından robotlar gerçek oldu. Sanayi, madencilik, tıbbın hemen her alanında özel makineler kullanılmaktadır. Yönün kendisi, teknik bilimlerin ve tasarımın çeşitli dallarında yeni bilgiler edinmek için heyecan verici bir araç haline geldi. Öğrenciler kendilerini tasarımcı, teknisyen ve hatta sanatçı olarak gerçekleştirme fırsatına sahiptir.

Modern dünyada robotlar

Tıbbi robotik aktif olarak gelişiyor. Birçok insan robotu dikkatli, her zaman kibar, yorulmak bilmeyen bir doktor olarak hayal eder. Ancak günümüzde birçok bilim insanı teknolojinin bir kişinin yerini alamayacağını söylüyor. Rutin görevlerle başa çıkmaya yardımcı olur, örneğin:

Yardım için başvuranların kaydı;
- elektronik kartlarla çalışmak;
- referansların sağlanması.

Oldukça fazla sayıda robotik sekreter zaten oluşturuldu. İnsan yaşamının çeşitli alanlarında kullanılırlar. Tıbbi robotik çerçevesinde, ilaç ve belgelerin taşınması için özel kameralarla donatılmış özel makineler de ortaya çıktı. Bu tür cihazlar soruları cevaplayabilir, müşterilere doğru yere kadar eşlik edebilir.

İyi bir örnek Omnicell M5000'dir. Hastanelerde ilaçlarla çalışmayı optimize etmenizi sağlar. Makine, önceden belirlenmiş bir süre boyunca her hasta için ilaç setleri oluşturur. Bu, insan hatasından kaynaklanan hata riskini büyük ölçüde azaltır. Robot saatte yaklaşık 50 set oluşturabilir. Sıradan sağlık personeli 60 dakikada sadece 4 set yapabilir.

Robotların endüstride kullanımı

Günümüzde robotik endüstride aktif olarak kullanılmaktadır. Üç ana tip vardır:

1. Yönetilen. Her eylemin bir operatör tarafından kontrol edildiği varsayılır.
2. Otomatik ve yarı otomatik. Kesinlikle verilen programa göre çalışırlar.
3. Özerk. İnsan müdahalesi olmadan sıralı eylemler gerçekleştirin.

   Örnekler arasında KUKA KR QUANTEC PA yer alır. Bu, en gelişmiş paletleyicilerden biridir. Çok düşük sıcaklıklarda çalışabilen çeşitleri vardır. Özellikle büyük dondurucularda çalışmak için yaratılmıştır.

   Endüstride robotik de çok işlevli cihazlarla temsil edilmektedir. Örneğin Baxter, bir insan eli ile aynı eylemleri gerçekleştirebilen manipülatörlere sahiptir. İlginç olan, makinenin uygulanan çabaları bağımsız olarak kontrol edebilmesidir.

   

   Stratasys Infinite-Build 3D Gösterici, bir robot ve bir 3D yazıcının melezi olan başka bir makinedir. Teknik, her boyutta yatay ve dikey yüzeylere baskı yapabildiği için havacılık ve uzay üretiminde kullanılmaktadır.

   Robotik, Japonya'da aktif olarak gelişiyor. RIBA ve RIBA-II hemşireleri bu ülkede yaratıldı. Ana görevleri, kendi başlarına yürüyemeyen hastaları taşımaktır. Makineler, yataktan tekerlekli sandalyeye veya tam tersine geçmelerine yardımcı olur. Robotlar eğilebilir ve ellerin yüzeyi, hastanın kendini olabildiğince rahat hissetmesi için tasarlanmıştır.

   

   İlginç bir buluş, Teksas Üniversitesi'ndeki bilim adamlarının icadıdır. Yapay zekayı şizofreni ile donattılar. Deney için, insan beynini taklit eden bir sinir ağına sahip bir robot kullanıldı. Makine normalde hatırlayamıyor, hikayeleri yeniden üretemiyordu. Bir noktada, terör eyleminin sorumluluğunu bile üstlendi.

   Sıradan insanlar için özel modeller oluşturuldu. Örneğin, bir çocuğun robot simülatörü. Japonya'da da yaratıldı. Böyle bir makine, gelecekteki ebeveynleri eğitimin tüm karmaşıklıkları hakkında bilgilendirebilir. Duyguları nasıl ifade edeceğini, ağlayacağını, yemek istemesini vb. bilir.

   Okul çocukları için robotik dünyasındaki başarılar
   

   Bugün okulda robotik kulübü birçok ülkede bulunabilir. Ebeveynler genellikle bilime ilgi çekmek için çeşitli cihazlar satın alırlar. Bu, piyasada çeşitli görevleri yerine getirmek üzere programlanabilen oyuncaklara yol açmıştır. En ilginç olanı üzerinde duralım:

4. Sphero 2. ve Ollie. 8 yaşından büyük çocuklar için tasarlanmıştır. Robot oyuncağı kırmak neredeyse imkansız. Sudan korkmuyor, yüzebiliyor. Bir akıllı telefon veya tabletten kontrol edilir.
5. KIBO. Oldukça basit tasarım. Programlamayı öğrenmenizi sağlar. Şu şekilde çalışır: tahta küplerdeki işaretleri tarar. Her yazıt belirli bir eylemi belirtir.
6. LEGO Education WeDo. Kendiniz yaratabileceğiniz bir robot. Kit, işi tamamlamak için ihtiyacınız olan her şeyi içerir. Makinenin yeteneklerini genişletmek için ek öğeler satın alabilirsiniz.

   Genellikle, okuldaki robotik çevrelerinde, ilk kontrollü cihazlarını kendi başlarına monte etmeyi teklif ederler. Bu sadece çoğu çocuğu sevindirmekle kalmaz, aynı zamanda yeni bilgiler edinme fırsatı da sağlar.

   Solnechnogorsk'taki çocuklar için robotik
   

   Bugün, en gelişmiş alanlarda yeni bilgiler edinebileceğiniz çevrelerin sayısı etkileyici. Örneğin Solnechnogorsk'taki robotik, hem okul öncesi çocukları hem de gençleri cezbetmektedir. Belki de gelecekte robot dünyasında gerçek bir atılım olacak onların arkasında. Öğretmenler tüm yenilikleri takip ederek, kendilerini sürekli öğrenirler. Bu, onların ve çocukların zamana ayak uydurmalarını sağlar.

   Solnechnogorsk'taki robotik, diğer şehirlerde olduğu gibi daha bilişsel bir yönelime sahiptir. Bugün asıl görev, her yaştan çocuğu ilgilendirmek, teorik bilgileri pratikte uygulamalarını öğretmektir.

   Solnechnogorsk'taki çocuklar için robotik, küçük grupları, bireysel danışma alma olasılığını ve işte tam teşekküllü tasarımcıların kullanımını içerir. Ek olarak, çocuklar LED'ler, 3D modelleme ve lehimleme ile çalışmayı öğrenirler. Eğitim her zaman montajın temelleri ile başlar. Malzemede ustalaştıkça programlama ve tasarımın temelleri verilir.

giriiş

Bilim ve teknolojinin hızla geliştiği bu çağda, çeşitli alanlarda birçok farklı yenilik yaşanmaktadır. Tıp da durmuyor, insan yaşam desteği için yeni en karmaşık cihazlar ortaya çıkıyor, birçok cihaz buna örnek olabilir, örneğin yapay akciğer ventilasyonu için bir cihaz veya yapay bir böbrek cihazı vb. Minyatür kan şekeri sayaçları, elektronik nabız ve basınç ölçerler ortaya çıktı, bu liste tekrar tekrar eklenebilir.

Daha spesifik olarak, robotiklerin tıp endüstrisine giriş örneği üzerinde durmak istiyorum. 20. yüzyılın sonlarından bu yana insan tarafından çeşitli robotlar yaratıldı; son zamanlarda önemli ölçüde iyileştirildi ve modernize edildi.

Tıptaki robotlar

Şekil 1 - Robot cerrah "Da Vinci"

Son zamanların en ünlü ve ünlü başarılarından biri, bir zamanlar bacakları ve kolları hareket ettirebilen ve diğer eylemleri gerçekleştirebilen ilk antropomorfik robotu tasarlayan büyük mühendis, sanatçı ve bilim adamı Leonardo Da Vinci'nin adını taşıyan Da Vinci robotuydu. (Şekil 1). Bu gelişmiş teknik, klasik ve laparoskopik cerrahinin tüm avantajlarını birleştirir. Ameliyat sırasında cerrah uygun bir kontrol panelinde bulunur, ekranda ameliyat edilen bölgenin üç boyutlu görüntüsü gösterilir. Böyle bir uzaktan kumanda ile çalışmanın rahatlığı, standart bir cerrahi müdahalede olduğu gibi yorulmadığı için cerrahın çalışması üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.

Şekil 2 - Termomanipülatör joystickleri

Cerrah, parmak uçlarının dokunuşuna tepki veren özel joystickler kullanarak telemanipülatörü kontrol eder (Şekil 2). Hareketleri robotik tarafından mutlak bir hassasiyetle yeniden üretilir. Bu, operasyonun yüksek kalitesini garanti eder ve uygulamasının güvenliğini arttırır. Gerçek zamanlı olarak cerrahın hareketleri sistemin ameliyat masasına iletilir.

Da Vinci cerrahi robotu, biri gerçek zamanlı görüntüleri konsola ileten yerleşik bir kameraya sahip olan, ikisi ameliyat sırasında cerrahın ellerini değiştiren ve dördüncü olarak hizmet veren 4 kollu ultra hassas manipülatörlerle donatılmıştır. bir asistan (Şekil 3).

Şekil 3 - Robot Manipülatörleri

Laparoskopik kolların uçlarına konulan bir nokta yardımı ile 1-2 cm'lik kesiler yapılır.Bu kadar küçük kesiler nedeniyle doku travmatizasyonu seviyesi azalır.

Mekanik manipülatörlerin hareketinin doğruluğu, insan elinin yeteneklerini aşıyor. Yedi derecelik serbestlik ve 90 derece bükülme kabiliyeti ile robotun kolları geniş bir hareket alanına sahiptir. Bu, örneğin bir kalp torbası veya küçük bir pelvis ile çalışırken, sınırlı bir alanda cerrahi müdahale için vazgeçilmezdir. Bir insan asistan ekibi, da Vinci robotunun çalışmasını denetler, insizyon için yer hazırlar, operasyonun ilerlemesini izler, steril aletler getirir.

Şu anda robot, dünyanın en gelişmiş "gözleri" ile donatılmıştır. Daha önce üç boyutlu görüşü vardı, ancak yüksek netliğe ancak şimdi ulaşıldı. Yeni versiyon, iki cerrahın aynı anda operasyonu takip etmesine izin veriyor. İçlerinden biri hem yardımcı olabilir hem de kıdemli meslektaşlarından öğrenebilir. Çalışma ekranında, sadece kameralardan gelen resim değil, aynı zamanda ultrason ve EKG verileri gibi iki ek parametre de görüntülenebilir.

Çok kollu da Vinci, büyük bir hassasiyetle ve dolayısıyla hastanın vücuduna minimum müdahale ile çalışmanıza olanak tanır. Sonuç olarak, ameliyattan sonra iyileşme normalden daha hızlıdır.

Şekil 4 - Rosie teşhis robotu

Rosie, New Mexico, Albuquerque merkezli bir eczacı robotudur.

Rosie'nin görevi yüzlerce ilacı hazırlamak ve dağıtmaktır. Günün her saati çalışıyor, pratikte ara vermiyor ve aynı zamanda kesinlikle yanılmıyor. Hastane eczanesinde iki buçuk yıllık hizmette, hastaya yanlış ilaç gönderildiği tek bir vaka olmadı. Rosie'nin çalışma doğruluk oranı yüzde 99,7'dir; bu, reçete edilen ilaçların sıralamasının ve dozajının, doktor reçetelerinde belirtilenlerden asla farklı olmadığı anlamına gelir.

4,5 tondan daha ağır olan cihaz, Intel Corporation'ın Kurumsal Topluluk Çözümleri bölümü tarafından geliştirildi. Metal bir ray boyunca kayan Rosie, mekanik bir "el" ile duvarlarda asılı hap dolu paketleri alır. Daha sonra her biri bir barkodla etiketlenmiş bu poşetleri zarflara koyar ve pnömomail kaplarında hasta odalarına gönderir.

Koğuşta bir hemşire, hastanın bilekliğini küçük bir cihazla tarar ve hangi ilacı, ne zaman ve ne kadar alması gerektiği hakkında bilgi alır. Daha sonra hemşire ilaç paketindeki barkodu tarar - bu, ilacın gerçekten bu hasta için tasarlanıp tasarlanmadığını ve uygulama sıklığı ve dozunun eşleşip eşleşmediğini kontrol etmenizi sağlar.

Rosy ayrıca birçok hatayı zamanında tespit etmeye yardımcı oldu. Rosie, süresi dolmuş bir ilacı asla hasta bir kişiye göndermez. Doğruluğunun anahtarı, makinenin elektronik beynine gömülü devlet kalite kontrol standartlarıdır. Bu arada, Washington'daki Ulusal Sağlık Enstitüleri'ne göre, ülkedeki uyuşturucu hataları nedeniyle her yıl yaklaşık 50.000 kişi ölüyor. Ancak Rosie'nin Presbiteryen Hastanesinde çözdüğü tek sorun ilaçların hazırlanması ve dağıtımı değildir. Ortaya çıkmadan önce, ilaçların salınımını takip etmek çok zordu: çalışanlar hapları saymak için çok zaman harcadılar, böylece hiçbiri açıklanmadı. Bugün robot Rosie onları bu rutin işlerden kurtardı.

Şekil 5 - Bebek bakıcısı robotu

Bebek bakıcısı robotu hasta insanlarla, özellikle de Alzheimer hastalığından mustarip olanlarla ilgilenir (Şekil 5).

Hastaların doktor ve yakınları ile iletişimini kolaylaştırır. Bir kamera, ekran ve internet üzerinden kablosuz iletişim için gerekli olan her şeye sahip olan Companion robotu, doktorun özel bir klinikte bulunan bir hastayla iletişim kurmasını sağlar. Robot ayrıca personeli eğitmek, hareket sorunları olan hastalara yardım etmek ve çocuklarla iletişim kurmak için de kullanılıyor. İşin garibi, genellikle yeni olan her şeyi kabul etmeye isteksiz olan hastalar, mekanik muhataplara oldukça iyi tepki verdiler: ona işaret ettiler, güldüler, hatta onunla konuşmaya çalıştılar.

Makineyi yaratan şirket InTouch Health'in genel müdürü Yulin Wang'a göre, yaşlıların bakımında robotların kullanılması ulusun yaşlanma sorununu hafifletebilir. Bu arada şirket robotlarını huzurevlerine kiralayacak.

Şekil 6 - Robot Fizyoterapist

Geleceğe yönelik gerçek bir adım, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden mühendisler tarafından yapıldı ve fizyoterapistin yerini bir robot aldı. Bildiğiniz gibi felç geçirmiş kişiler uzun süre normal yaşantılarını unuturlar. Aylar ve hatta yıllar boyunca, yürümeyi, ellerinde kaşık tutmayı, daha önce düşünmedikleri günlük eylemleri gerçekleştirmeyi yeniden öğrenirler. Artık onlara sadece doktorlar değil, robotlar da yardım edebiliyor.

El hareketlerinin koordinasyonunu yeniden sağlamak için gerekli olan fizyoterapi seanslarından bahsediyoruz. Artık hastalar genellikle kendilerine uygun egzersizleri gösteren doktorlarla çalışıyor. Boston Şehir Hastanesi'nin yeni bir kurulumun test edildiği rehabilitasyon bölümünde, felçli bir hastadan, belirli bir yörünge boyunca ekranda küçük bir imleci hareket ettirmek için bir joystick kullanması istenir. Bir kişi bunu yapamazsa, yerleşik elektrik motorları yardımıyla bilgisayar kontrollü bir joystick, elini istenen konuma hareket ettirir.

Doktorlar yeniliğin çalışmasından memnun kaldılar. Bir robot, insandan farklı olarak, aynı hareketleri günde binlerce kez yorulmadan gerçekleştirebilir.

Şekil 7 - KineAssist kompleksi

Ayrıca bir KineAssist kompleksi vardır (Şekil 7). Chicago Rehabilitasyon Enstitüsü ve kinea Design'ın (eski adıyla Chicago PT) ortak bir gelişimidir. Bu projede çalışan doktor ve mühendisler, araştırmaları sonucunda kas-iskelet sistemi bozukluğu olan hastaların rehabilitasyonunda ortaya çıkan temel sorunları belirlediler. KineAssist'in temel amacı, hastaların fizyoterapistlerle olan fiziksel ve psikolojik bağlarını bozmadan ve düşme korkusunu ortadan kaldırmadan daha yoğun ve etkili bir tedavi sunmaktır.

227 kg'lık cihaz, nörolojik bozukluğu olan hastaların denge ve yürümeyi öğrenmelerine yardımcı olmak için "akıllı" gövde destek kemerlerine sahip mekanize bir platformdur. KineAssist, terapistlerin yerini almak için değil, onlara yardımcı olmak için tasarlandı. Kayışlara gömülü sensörler, hastanın hareketlerini tahmin eder ve dengesini korumasına yardımcı olur. Hastanın artık güvende olduğu göz önüne alındığında, fizyoterapistler hastanın merdiven çıkma veya yana doğru adım atma gibi daha zor egzersizler yapmasını önerebilir. Simülatör, ağırlığına rağmen hastanın hareket yönüne bağlı olarak bir balerin rahatlığıyla ileri, geri ve yana doğru hareket eder. Özel yazılım sayesinde, bir fizyoterapist, dersler sırasında yükü ve yoğunluğu ayarlayabilir.

KineAssist çok sayıda mod ve egzersiz türü sunar, bunlardan başlıcaları şunlardır:

• - yürüyüş (KineAssist'i bir koşu bandıyla birlikte kullanmak mümkündür);
• - denge eğitimi. Bu alıştırma sırasında eğitmen, örneğin önüne atlanması veya üzerinden geçilmesi gereken bir engel koyarak, hastanın aşina olduğu “güvenlik bölgesini” genişletmeye çalışır;
• - hasta hareket ettiğinde simülatörün direnç uyguladığı kuvvet antrenmanı (çeşitli kas gruplarının eğitimi mümkündür);
• - Duruş eğitimi. Bu modda eğitmen hastanın vücudunu belirli bir pozisyonda sabitler ve egzersizler sırasında simülatör vücudun tam olarak bu pozisyonunu korur.

KineAssist, hem motor fonksiyonları nispeten iyileşen hastaların tedavisi için hem de bir yaralanma veya hastalıktan hemen sonra daha zayıf hastaların ilk rehabilitasyonu için kullanılabilir. 2004'ten beri KineAssist, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki rehabilitasyon merkezlerinde (şu anda Alexian Rehabilitasyon Hastanesinde) başarıyla test edilmiştir. İnmeden kurtulanlara ilişkin ön istatistikler, robotik bir simülatörde egzersiz yapanların rehabilitasyonunun en az iki kat daha etkili olduğunu gösteriyor. Ne yazık ki, yüksek fiyat nedeniyle (200.000 ABD dolarından fazla), yalnızca en büyük tıbbi kurumlar bu kompleksi karşılayabilir.

Şekil 8 - RIBA hasta transfer robotu

Japonya Fiziksel ve Kimyasal Araştırma Enstitüsü (BMC RIKEN) ve Tokai Rubber Industries (TRI), hastanelerde hemşirelere yardımcı olmak için tasarlanmış "ayı benzeri" bir robotu tanıttı. Yeni makine tam anlamıyla hastaları kollarında taşıyor (Şekil 8).

RIBA (İnteraktif Vücut Yardımı için Robot), RI-MAN androidinin yükseltilmiş bir versiyonudur.

Selefiyle karşılaştırıldığında, RIBA önemli ilerleme kaydetmiştir.

RI-MAN gibi, yeni başlayanlar bir kişiyi yataktan veya tekerlekli sandalyeden nazikçe kaldırabilir, örneğin tuvalete kucağında taşıyabilir ve sonra onu geri getirebilir ve aynı şekilde dikkatlice yatağa koyabilir veya koyabilir. bebek arabasında. Ancak RI-MAN sadece belirli bir pozisyonda sabitlenmiş 18,5 kg ağırlığındaki bebekleri taşıyorsa, RIBA zaten 61 kiloya kadar canlı insanları taşıyor.

"Ayı" nın yüksekliği 140 santimetredir (RI-MAN - 158 cm) ve pillerle birlikte 180 kilogram ağırlığındadır (önceki - 100 kg). RIBA, yüzleri ve sesleri tanır, sesli komutlar yürütür, toplanan video ve ses verilerinde gezinir ve bu veriler RI-MAN'den 15 kat daha hızlı işlenir ve ortamdaki en ufak değişikliklere "esnek bir şekilde" tepki verir.

Yeni robotun kolları yedi serbestlik derecesine sahip, kafa bir (daha sonra üç olacak) ve bel iki dereceli. Gövde, poliüretan köpüğe benzer TRI tarafından geliştirilen yeni bir yumuşak malzeme ile kaplanmıştır. Motorlar oldukça sessiz (53.4 dB) ve çok yönlü tekerlekler, makinenin dar alanlarda manevra yapmasına izin veriyor.

Şekil 9 - Robot Asistanı Yurina

Görevleri doğrudan doktorlara yardımcı olmak olan robot asistanlar kademeli olarak tanıtılacak, bu modeller zaten bazı yabancı tıp kliniklerinde kullanılıyor. Japon şirketi Japan Logic Machine'den bir robot olan Yurina, yatalak hastaları hastane sedyesi gibi taşıyabiliyor, ancak çok daha sorunsuz (Şekil 9).

Daha da ilginci Yurina, dokunmatik ekran, kumanda veya sesle kontrol edilen bir tekerlekli sandalyeye dönüşebilir. Robot, dar koridorlarda gezinmek için yeterince hünerlidir, bu da onu gerçek doktorlar için gerçekten iyi bir yardımcı yapar.

Şekil 10 - Rapuda Yardımcı Robot Kolu

Japon Akıllı Sistemler Araştırma Enstitüsü'nün (Akıllı Sistemler Araştırma Enstitüsü) en son gelişimi de tamamen pratik bir uygulamaya sahiptir. Rapuda robotik kolu, üst uzuvlarında hareket sorunları olan engelli kişilerin hayatını kolaylaştırmaya odaklanmıştır (Şekil 10). Joystick kontrollü bir el masadan bir bardak su alır ve hatta yere düşen nesneleri bile alır.

Şimdiye kadar, yaratıcılar Rapuda'nın ne zaman ve hangi fiyattan geniş bir alıcı yelpazesine sunulacağını söyleyemezler. Kesinlikle, manipülasyon hızı üzerinde çalışmaya değer. Ancak kesin olarak söyleyebiliriz - bu teknoloji açıkça talep görecek, bu nedenle gelişme devam ediyor.

robot cerrah

California konferansında, üretici NVIDIA çok cesur bir fikir duyurdu - kalp durması olmadan ve göğsü açmadan kalp ameliyatı yapmak.

Robot cerrah, hastanın göğsündeki küçük deliklerden kalbe getirilen manipülatörleri kullanarak işlemi gerçekleştirecektir. Anında görüntüleme teknolojisi, atan kalbi dijitalleştirir ve cerraha, sanki açık bir göğüsten kalbe bakıyormuş gibi tam olarak aynı şekilde gezinebileceği bir 3D model gösterir. Asıl zorluk, kalbin kısa sürede çok sayıda hareket yapması gerçeğinde yatmaktadır - ancak geliştiricilere göre, NVIDIA GPU'lara dayalı modern bilgi işlem sistemlerinin gücü, organı görselleştirmek, hareketlerini senkronize etmek için yeterlidir. kalp atışı ile robotun aletleri. Bu nedenle, hareketsizlik etkisi yaratılır - cerrah için kalbin "değer" olup olmadığı veya çalıştığı fark etmez, çünkü robotun manipülatörleri atışı telafi ederek benzer hareketler yapar!

Şimdiye kadar, bu inanılmaz teknolojiyle ilgili tüm bilgiler kısa bir video gösteriminden oluşuyor, ancak NVIDIA'dan daha fazla bilgi bekliyoruz. Bir grafik kartı şirketinin ameliyatta devrim yapmayı planladığı kimin aklına gelirdi.

Da Vinci

Amaç: Cerrah

Nasıl çalışır: Şimdiye kadar robot cerrah kendi kendine çalışan bir mekanizma değil, bir doktorun elinde itaatkar 500 kilogramlık bir alet. Çalıştırma modülünün dört kolu vardır. Üçü minyatür cerrahi aletlerle bitiyor - neşterler ve kelepçeler ve dördüncüsü küçük bir video kamerayı kontrol ediyor. Da Vinci santimetre deliklerle çalışır, bu nedenle bir kamera vazgeçilmezdir, ancak hastanın neredeyse hiç yara izi yoktur. Robot hasta üzerinde "çağrı yaptığında", insan cerrah masadan uzaktaki konsolda oturur. Doktor, parmakların ve elin hareketlerini da Vinci'nin “ellerine” ileten joystickleri kesin doğrulukla manipüle eder. Bir insan eli gibi, yedi serbestlik derecesine sahiptirler, ancak manipülatörler çok daha güçlüdür, yorulmazlar ve cerrah joystickleri serbest bırakırsa anında donarlar. Doktor, video kameradan 12 kata kadar büyütülmüş bir resim alan mercek aracılığıyla hareketlerini kontrol eder.

Uygulanabilir olduğunda: da Vinci robotik cerrahları dünya çapında yüzlerce klinikte faaliyet göstermektedir. Rusya'da bu tür 20 cihaz var. Bunlardan biri - Federal Kalp, Kan ve Endokrinoloji Merkezi'nde. V.A. Da Vinci'nin yılda yaklaşık yüz operasyon gerçekleştirdiği Almazov (St. Petersburg). "Atı", fazlalığın kesin ve doğru bir şekilde çıkarılmasıdır: tümörler, fıtıklar, anevrizmalar.

Fotoğraf: AFP/EAST NEWS, CORBIS/FOTO S.A., PANASONIC, DIOMEDIA, REUTERS/VOSTOCK PHOTO, IBM