Медицинские роботы: Зачем нужны медицинские роботы? |

Содержание

Зачем нужны медицинские роботы?

Медицинские роботы — это результат междисциплинарных усилий по автоматизации здравоохранения.

Как можно разделить роботов по областям применения?

Следует прежде всего выделить роботов, призванных автоматизировать труд врача. К таким системам относятся роботы для облегчения диагностики заболеваний (включая диагностику в режиме телепристуствия), проведения хирургических операций, как da Vinci, радиационной терапии, реабилитации, анастезии и т.п.

Робопациенты — это целая группа роботов-тренажеров для обучения врачей и другого медицинского персонала. Такие тренажеры имитируют пациента — целиком или только относящийся к теме обучения «фрагмент». Есть, например, адресованная учащимся на стоматологов система Showa Hanako 2, Япония, или виртуально-роботизированный зад для тренировок начинающих проктологов. Есть робот-симулятор роженицы или родившегося недоношенным ребенка.

Есть роботы, призванные облегчить труд младшего медицинского персонала, например, роботы для проведения инъекций и забора анализов, роботы-тележки для обхода больных, способные вносить данные в истории болезни на основе речи врача (системы speech-to text или в виде звуковых файлов).

В медицинских учреждениях спользуются разнообразные вспомогательные роботы, например, роботы-курьеры TransCar или TUG для транспортировки по медучреждениям лекарств, инструментов и прочего.

Отдельное направление — роботы, предназначенные для реабилитации пациентов после операций или активной фазы заболеваний. Есть различные робототехнические системы восстановления подвижности после операций или инсульта, например, швейцарские системы Lokomat.

Робопротезы предназначены для постоянного ношения людьми с ограниченной мобильностью. Различают протезы ног, протезы рук, протезы кисти руки. Активный поиск идет в направлении снижения стоимости таких протезов, улучшения их управляемости, автономности. Передовым является направление протезов с обратной связью — такие позволяют пациентам ощущать — к чему они прикасаются, чтобы контролировать усилия.

Медицинские экзоскелеты могут использоваться для возвращения частичной подвижности маломобильным категорям пациентов. Их принято разделять на реабилитационные — для ускорения восстановления пациентов после травм и операций и на те, что предназначаются для постоянного ношения маломобильными людьми в домашних условиях и не только.

Есть перспективное направление «роботов-таблеток» — такая таблетка рассчитана на длительное активное функционирование в организме. Проглоченная пациентом, она вводит в его организм лекарство там и в тех дозировках, где и как это обеспечивает наилучший эффект, позволяя снижать дозировки и сопутствующий вред для организма. Пока что идет фаза экспериментов с ними, например, в компаниях Novaris & Rani Therapeutics.

Роботы телеприсутствия могут использоваться для удаленного общения с пациентами их родственников, или, например, для общения пациентов из разных палат между собой — применение таких роботов особенно актуально для инфекционных отделений.

Для облегчения жизни пациентов предназначены роботы-сиделки и другие роботы — помощники пациентов. Они могут, например, помочь встать с постели и дойти до туалета, пересесть в кресло-каталку.

Непривычное направление — роботы, основаннаые на теории социальной взаимопомощи, адресованные пожилым людям. Пожилой пациент вынужденный взять на себя роль заботящегося о ком-либо, например, о роботе-младенце Babyloid, подсознательно ощущает свою значимость, полезность и благодаря этому его состояние улучшается. Есть также роботы «взаимной заботы», например, шведский Hobbit — он подразумевает, что пожилой человек и робот взаимно заботятся друг о друге, забота о роботе упрощает человеку принятие заботы со стороны робота.

Фармацевтические роботы — направление автоматизации аптек, роботы, способные облегчить труд провизора. Это, например, Consis B2, M5000 и другие.

Использование медицинских роботов обеспечивает самые различые положительные эффекты:

— повышение уровня автоматизации облегчает труд врачей, повышает его производительность, может обеспечивать выход на принципиально новые уровни возможностей (повышение сложности доступных операций, снижение инвазивности операций и других видов лечения, а также вероятности врачебных ошибок)

— снижение расходов на средний и младший медицинский персонал, облегчение труда этого персонала, включая фармацевтов

— интенсификация процессов возвращения пациентов к нормальному существованию после травм, заболеваний, операций

— повышение мобильности маломобильных групп населения

— облегчение дожития для пожилых пациентов

— облегчение пребывания пациентов в больницах, сглаживание проблем, связанных с «отрывом» пациентов от привычного круга общения, от семьи, обеспечение контактов или удаленного наблюдения за пациентом в больнице или пожилым человеком у него дома членами его семьи, которые могут находиться в другом месте.

— другие

Публикации по теме

2017.01.06 Подробнее тема раскрыта в публикации «Медицина и робототехника», подготовленной по материалам SPARK «h3020 — Robotics Multi-Annual-Roadmap ICT-2017B» в декабре 2016 года. Перевод на русский язык редакции RoboTrends.ru

Медицинские роботы

МЕДИЦИНСКИЕ РОБОТЫ

     Стремительное развитие робототехники и компьютерных технологий открывает новые возможности во многих областях деятельности человека, в том числе и в медицине. Если проанализировать хронологию сообщений о новых разработках роботов, то можно заметить, что в период 2005-2010гг. наблюдался резкий скачок сообщений о проектах по созданию медицинских роботов в большинстве ведущих стран мира. Будущее, в котором в больницах работают роботы и многочисленные инженеры по их технической поддержке, представлялось всё более реальным. По меткому выражению американского инженера Д.Энгельбергера, получившего титул «отца робототехники», больницы – это идеальное место для использования роботов. Полностью заменить человека роботы в ближайшем будущем пока не способны, тем более в медицине, однако быть курьером в пределах больницы, брать интервью и собирать жалобы у пациентов, помогать им передвигаться по клинике роботы могут уже сегодня. Роботы-манекены, роботы-курьеры, роботы-информаторы – это уже, фактически, реальность. Соответственно, клиники должны быть готовы к массовому появлению роботов, должны понимать их функционал, должны в штате иметь специалистов по роботам. Поэтому одной из задач, которые лаборатория ставит перед собой, является задача изучения потенциальной возможности и эффективности использования роботов в МОНИКИ и в практическом здравоохранении Московской области в целом. С первым нашим литературным обзором по тематике медицинских роботов, который увидел свет в журнале «Технологии живых систем» №7 в 2010г. и был доложен на III Евразийском Конгрессе по медицинской физике и инновациям в медицине («Медицинская физика — 2010»), можно ознакомиться здесь (PDF, 743K). Основываясь на обзоре, лаборатория выбрала для себя основное направление для собственных исследований по автономным мобильным сервисным медицинским роботам (СМР). Такие роботы минимально механистичны (в отличие от роботов-хирургов, например), но должны быть максимально «интеллектуальны», что открывает простор для исследований в области «умственных способностей» роботов. Это нам наиболее интересно и перекликается с задачами нейрофизики, нейрофизиологии, с когнитивными экспериментальными исследованиями с животными и т.д.

На момент создания лаборатории никакой специализированной научно-инженерной теории СМР не существовало. Поэтому, в 2012-2013 гг. в рамках гранта РФФИ №12-08-00415а лаборатория поставила и выполнила фундаментальные теоретические исследования по разработке научно-инженерных основ теории функционирования СМР в клинике. Была получена первая экспертная оценка перспективных функций назначения СМР, на основе которой сформулирована обобщенная концепция функционирования СМР в клинике. Выдвинут и обоснован тезис о существовании конечного набора элементарных алгоритмов поведения робота, из которого складывается любое ситуационное поведение СМР. Сформулирована и обоснована парадигма объектно-ориентированного описания среды обитания СМР в клинике. Исследован набор переменных среды обитания СМР. Сформулировано положение об определяющей роли органов чувств робота в формировании набора переменных его среды обитания и набора переменных внутренней среды робота. Разработано формальное инженерно-техническое описание целевых функций назначения, самосохранения и вспомогательных функций СМР. Исследована иерархия и обоснованы приоритеты целевых функций СМР. Исследован набор существенных и несущественных переменных целевых функций СМР. Разработана обобщенная структурная схема рассматриваемых СМР и сформулированы основы подхода к методологии и этапам их проектирования. Разработана и обоснована первая версия системы специализированных медико-технических требований к СМР. Выполненное исследование по своей фундаментальной постановке и системному охвату проблемы опережало на тот момент аналогичные подходы других авторов, как в России, так и за рубежом. Часть предварительных результатов по проекту была доложена в 2012 г. на V Троицкой конференции по медицинской физике («ТКМФ-5») и X Научной Конференции «Физика и радиоэлектроника в медицине и экологии» («ФРЭМЭ’2012»). В научно-популярном изложении они опубликованы в 2013г. в журнале «Химия и жизнь» (см. здесь). Более профессиональная версия этих результатов изложена в журналах «Биомедицинская радиоэлектроника» №5, 2013 (см. здесь), «Ползуновский вестник» №2, 2013 (см. здесь), «Робототехника и техническая кибернетика» № 2(11), 2016 (см. здесь), Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Приборостроение» №1(112), 2017 (см. здесь). Часть материалов пока осталась не опубликованной (припасено на будущее).

     С другой стороны, доступность и развитость современных методов компьютерного моделирования, машинного обучения, нейронных сетей, искусственного интеллекта, последние успехи нейробиологии в изучении топографии нейронных связей и нейротрансмиссии в живых организмах, — все это позволяет всерьез говорить о возможности постановки системных задач нейробиолгии, или, точнее, уже нейроинформатики по изучению механизма высшей нервной деятельности и мыслительной (рассудочной) деятельности мозга человека и животных. А в приложении к задачам медицины это касается механизмов нарушений нормальной работы и причин возникновения заболеваний мозга человека и животных. Сегодня, фактически, нет сколько-нибудь эффективной нейрофизиологической или инженерно-технической теории мыслительной работы мозга. Поэтому исследования в направлении поиска путей создания такой теории есть актуальная и перспективная задача фундаментальной науки. Эта задача также сегодня входит в поле зрения лаборатории медико-физических исследований МОНИКИ. На этом пути, в рамках гранта РФФИ №14-08-001127а с 2014 по 2016гг. в лаборатории велись исследования по теоретическим основам формирования внутренней модели мира СМР. Проведенный аналитический обзор современных данных нейронаук позволил сделать несколько важных выводов, касающихся общих принципов управления в живых системах. С этим нашим обзором можно ознакомиться здесь. Одним из фундаментальных выводов по результатам исследований явился вывод о потенциальном бесконечном многообразии возможных форм «разумных» технических систем. Разум, рассудочная деятельность, интеллект — это продукты обучения, штучные продукты, индивидуальные, возникающие в процессе ежедневной деятельности индивида, что в целом можно охарактеризовать словом «жизнь индивида», и не важно, биологический это индивид, или нет. Это однозначно определяет возможное бесконечное разнообразие разных форм разума и интеллекта (подробнее см. здесь). Другим важным выводом явилось то, что не только нервная система управляет живым организмом. Параллельно и неразрывно с ней (в тандеме) управление осуществляется эндокринной системой организма, что в целом сегодня называется нейроэндокринное управление. Только на принципе нейронных сетей создать управление технической системой на уровне, сравнимым по своему функционалу с человеком и животными, видимо, нельзя.

Также на этой основе оказалось возможным сформулировать и обосновать реальность создания технических систем с искусственным сознанием, понять базовые принципы возможного функционирования искусственного сознания в технической системе (в научно-популярном изложении об этом см. здесь). Скорее всего, любому роботу чтобы достичь функционала человека в плане интеллектуальных способностей необходимо обладать самосознанием. Элементы сознания появляется уже у животных на уровне насекомых, членистоногих, а полноценное сознание есть у всех млекопитающих и птиц (возможно, у всех позвоночных), поэтому, не исключено, что сознание первично, а интеллектуальные способности вторичны. Развернутый доклад на эту тему «Возможно ли искусственное (или естественное?) сознание в технической интеллектуальной системе?» заведующий лабораторией, д.т.н. Рогаткин Д.А. сделал в начале 2022 г. на семинаре Российской ассоциации искусственного интеллекта (РАИИ). Видеозапись доклада и дискуссии по докладу опубликована на сайте РАИИ (см. здесь). В настоящее время эти исследования продолжаются и готовятся публикации в журналах.

Типы медицинских роботов, используемых сегодня и в будущем

Большая часть технологий, разрабатываемых людьми, создавалась и будет создаваться из желания выйти за пределы наших естественных способностей. Компьютеры, например, были разработаны для автоматизации математических вычислений со скоростью, намного превышающей ту, на которую способны даже самые умные умы.

Из этой потребности превзойти то, для чего мы были рождены, также развилась область робототехники. Изначально создан для автоматизации процессов в обрабатывающей промышленности в начале 1960-х годов, сегодня промышленные роботы используются для помощи и защиты своих коллег-людей. Промышленные процессы, требующие дополнительной силы и выносливости, такие как погрузочно-разгрузочные работы и укладка на поддоны, или точность, такие как резка и сварка, или те, в которых люди могут пострадать, например, при распылении химикатов, теперь находятся в сфере роботов.

За шестьдесят лет, прошедших с тех пор, как роботы стали частью человечества, их первоначальное предназначение стало специализированным и распространилось на ряд различных областей. Сегодня роботы играют роль в сельском хозяйстве, на транспорте, в вооруженных силах и правоохранительных органах, а также в производстве потребительских товаров и предметов домашнего обихода. Однако, возможно, наибольшее влияние, которое роботы оказывают на человечество, заключается в их способности помогать в лечении людей в области медицины.

Типы медицинских роботов

Робототехника в здравоохранении и медицине в настоящее время выходит далеко за рамки того, что началось в операционной более 30 лет назад. Сегодня роботы помогают в ряде областей медицины:

Хирургические роботы / роботизированная хирургия
Робототехника для лучевой терапии
Реабилитационные роботы
Лабораторные роботы
Роботизированное протезирование
Больничные роботы
Социальные роботы

Роботизированная хирургия

Роботы для медицинского применения стали реальностью с 1980-х годов, начиная с помощи хирургам в операционной. Роботы, выполняющие хирургические операции, сегодня становятся все более реальностью в операционных.

Дополнение хирургии робототехникой имеет явные преимущества. Роботы предлагают хирургам и хирургическим бригадам надежную и постоянную поддержку во время операции. Например, в хирургии позвоночника роботы могут удерживать инструменты и компоненты имплантатов совершенно неподвижно и точно в цель во время установки винтов для декомпрессионной хирургии.

Помимо рутинных процедур, робототехника также может помочь команде во время сложных подходов, например, при спондилодезе в одном положении, который часто требует от хирурга неэргономичных настроек. В сочетании с хирургической навигацией во время операции по поводу сколиоза робототехника также может помочь в решении проблем выравнивания сложной анатомии в этих случаях.

Стабильное расположение инструментов не только обеспечивает большую точность, но и освобождает руки хирурга и хирургической бригады во время процедуры. Благодаря своей надежности роботы также могут сократить общее время проведения операций. Во время операции на позвоночнике без роботизированной помощи хирург должен выравнивать инструменты и сверлить все, постоянно проверяя и поддерживая правильное выравнивание.

С помощью хирургического робота выравнивание и сверление разделены на два последовательных этапа, что снижает умственную нагрузку на хирурга и потенциально позволяет ему быстрее завершить сверление. Более быстрые операции приносят пользу больнице, хирургу и особенно пациенту, который в этом случае будет находиться под наркозом в течение более короткого периода времени.

Робототехника для лучевой терапии

В 1990-х годах робототехника была внедрена в область лучевой терапии. Первая система представляла собой линейный ускоритель, прикрепленный к роботизированной руке, которая может перемещаться по телу, точно обрабатывая опухоли в различных местах.

С тех пор робототехника получила дальнейшее распространение в лучевой терапии и радиохирургии. Например, роботизированные лечебные кушетки точно позиционируют пациента перед началом лечения. Они также позволяют врачам дистанционно изменять положение пациента, не входя в процедурный кабинет.

Реабилитационные роботы

Хотя область реабилитационных роботов является относительно новой, концепция использования машин для реабилитации пациентов была разработана еще в 1910 году Теодором Бюдингеном, когда он запатентовал машину для поддержки шаговых движений у пациентов с сердечными заболеваниями[i] . Первые по-настоящему роботизированные устройства, разработанные для реабилитации, были основаны на принципах непрерывного пассивного движения (CPM), которое перемещает за них часть тела пациента, пока он расслабляется.

Одним из таких применений является восстановление походки. По сравнению с традиционными подходами к физиотерапии робототехника обеспечивает контролируемое, повторяющееся и интенсивное обучение, которое может снизить нагрузку на терапевта и обеспечить количественную оценку прогресса пациента. [ii] Роботы становятся все более и более распространенными в реабилитации благодаря этим преимуществам. .

Лабораторные роботы

В течение последних 30 лет роботы были основой лабораторий. Типы роботов, используемых в лабораториях, специально разработаны либо для автоматизации процессов, либо для помощи техническим специалистам в выполнении повторяющихся задач. Как и в области промышленной робототехники, лабораторные роботы часто выполняют задачи, связанные с химическими веществами и веществами, опасными или вредными для человека. Предлагаемые автоматические лабораторные роботы обеспечивают повышение скорости, производительности и точности за счет уменьшения человеческого фактора.

Роботизированное протезирование

Это относительно новое применение роботов, используемых в медицинских целях, направлено на предоставление их владельцам функций конечностей, близких к живым. Хотя протезы с роботизированными возможностями уже доступны на рынке, они остаются дорогостоящими для пациентов, поскольку эта технология продолжает развиваться. Одним из примеров достижений в этой области являются нейромышечно-скелетные протезы, которые крепятся к кости и работают с двунаправленными интерфейсами, связанными с нервно-мышечной системой пациента с имплантированными электродами в его нервы и мышцы[iii].

Больничные роботы

Благодаря заранее запрограммированному окружению и встроенным датчикам больничные роботы уже сегодня доставляют лекарства, еду и образцы в больницы. В результате пандемии Covid-19 возможность проведения бесконтактной санитарной обработки становится все более необходимой для здоровья и безопасности пациентов и персонала больниц. Больничные роботы начинают брать на себя ответственность за дезинфекцию комнат и помещений, избавляя персонал больницы от необходимости вступать в контакт с любыми потенциальными патогенами.

В условиях больницы социальные роботы оказывают пациентам, особенно пожилым и детям, когнитивную поддержку благодаря своей способности к социальному взаимодействию, поощряя и демонстрируя пациентам, как выполнять определенные двигательные действия.[iv] Эти более человекоподобные роботы в состоянии выполнять свои задачи со значительной автономией и делать это, естественно взаимодействуя с пациентами и клиническим персоналом. Поскольку больницы по всему миру страдают от нехватки медсестер, эти типы социальных роботов потенциально могут обеспечить социальное взаимодействие, которого может не хватать пациентам.

Будущее медицинской робототехники

Во всех случаях уровень автономности роботов в здравоохранении обычно увеличивается с «расстоянием до пациента». Например, хирургический робот, который находится очень близко к пациенту, не имеет автономии, и хирург точно указывает ему, как себя вести. С другой стороны, санитарные роботы, которые совершенно далеки от непосредственной работы с пациентами, имеют больше возможностей решать, как себя вести, в зависимости от окружающей среды.

Роботы сегодня имеют множество применений в здравоохранении, и все они предназначены для того, чтобы помочь людям выйти за рамки того, что мы можем делать сами, естественно и безопасно. Применение этих типов роботов продолжает быстро развиваться в хирургии и других областях медицины. Роботы в операционных и клиниках уже становятся нормой и являются лишь одним из многих способов, с помощью которых здравоохранение продолжает раздвигать границы технологий.

[i] Гассерт Р., Дитц В. Реабилитационные роботы для лечения сенсомоторных нарушений: нейрофизиологическая перспектива. Журнал нейроинженерии и реабилитации. https://jneuroengrehab.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12984-018-0383-x. Опубликовано 5 июня 2018 г. По состоянию на 15 октября 2021 г.

[ii] Родригес-Фернандес А., Лобо-Прат Дж. , Фонт-Ллагунес Дж.М. Систематический обзор носимых экзоскелетов нижних конечностей для тренировки ходьбы при нервно-мышечных нарушениях. Журнал нейроинженерии и реабилитации. https://jneuroengrehab.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12984-021-00815-5. Опубликовано 1 февраля 2021 г. По состоянию на 15 октября 2021 г.

[iii] Миддлтон А., Ортис-Каталан М. Скелетно-нервные протезы руки: личные и социальные последствия жизни с тесно интегрированной бионической рукой. Границы нейроробототехники. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7393241/. Опубликовано 24 июля 2020 г. По состоянию на 15 октября 2021 г.

[iv] Cifuentes CA, Pinto MJ, Céspedes N, Múnera M. Социальные роботы в терапии и уходе. Текущие отчеты по робототехнике. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs43154-020-00009-2. Опубликовано 29 июня 2020 г. По состоянию на 15 октября 2021 г.

Подпишитесь, чтобы получать статьи о робототехнике на свой почтовый ящик

Хотите узнать больше о робототехнике?

15 Медицинские роботы, которые меняют мир

Достижения в области медицинских технологий создают мир, в котором роботы могут играть большую роль в лечении больных, чем врачи.

Мы находимся на решающем этапе развития робототехники. Мы стоим на пороге масштабных изменений в том, как мы взаимодействуем с миром и ведем повседневную жизнь. Каждый день делаются новые открытия, которые неизбежно подталкивают нас к будущему, в котором большую часть работы будем выполнять не мы, простые люди, а роботы.

Рост автоматизации и замена рабочих машинами не обязательно является чем-то «новым». Эта проблема так же стара, как и сама концепция технологии, которая действительно стала казаться более актуальной за последние полвека или около того, когда роботы стали способны выполнять больше видов работ.

Но в то время как многие сосредотачиваются на влиянии автоматизации на фабричных рабочих и неквалифицированных рабочих, обычно считалось, что люди с высококвалифицированной профессией, такие как врачи, будут в безопасности от грядущего подъема машин. Оказывается, это может быть не так.

Верно. Специалисты по робототехнике нацелились на медицину. Многие считают, что вскоре автономный робот может стать постоянным членом медицинского персонала любой больницы, выполняя всевозможные обязанности, такие как измерение жизненно важных показателей пациента, чтение историй болезни или даже проведение операций!

И даже если подобные разработки отложатся дальше, чем предсказывают эксперты, роботы, управляемые врачом, уже широко представлены в медицинской сфере, и потребность в менее инвазивных, более адаптированных к пациенту процедурах, которые можно выполнять с их помощью, высока. только растет.

Это начало апокалипсиса роботов? №

Могут ли эти роботы сделать нас бессмертными? №

Сделает ли это исследование простаты менее трудоемким? Честно… Нет, наверное, нет.

Но это означает, что медицина находится на пороге масштабных изменений, которые могут означать лучшую диагностику, более безопасную и менее инвазивную хирургию, более короткое время ожидания, снижение уровня инфицирования и увеличение долгосрочной выживаемости для всех. И это, безусловно, повод для восторга.

Итак, без лишних слов, вот пятнадцать достижений в области медицинской робототехники, которые изменят вашу жизнь и, возможно, однажды… лишат вашего врача работы!

1. daVinci

Источник: da Vinci Surgery/YouTube

Начнем с, пожалуй, самых распространенных медицинских роботов и эталона роботизированной хирургии. Это машина, которая стирает грань между «роботом» и «медицинским инструментом», поскольку устройство всегда находится под полным контролем хирурга, но прогресс, которого он достиг, поразителен.

С помощью системы daVinci некоторые виды операций можно выполнять с помощью всего нескольких крошечных надрезов и с максимальной точностью, что означает меньшее кровотечение, более быстрое заживление и сниженный риск инфицирования.

И хотя daVinci существует уже почти восемнадцать лет, он становился все более и более продвинутым, но крупные технологические компании быстро наступали на пятки daVinci, разрабатывая аналогичные системы с более автономными функциями и более широким набором возможностей, кто знает, что будет дальше. в этом поле.

2. Приводные и сенсорные протезы

Область протезирования настолько продвинулась за последние несколько лет, что вопрос уже не в том, «можем ли мы сделать подходящую замену конечности», а скорее в том, «можем ли мы сделать что-то даже лучше, чем природа».

Самый популярный

В лаборатории биомехатроники Массачусетского технологического института исследователи создали роботизированные конечности с гироскопическим приводом, способные отслеживать свое собственное положение в трехмерном пространстве и регулировать свои суставы на 750 раз в секунду .

Кроме того, они разработали бионическую кожу и системы нейронных имплантатов, взаимодействующие с нервной системой, что позволяет пользователю получать тактильную обратную связь от протеза и произвольно управлять им, как обычной конечностью.

Это монументальный скачок вперед в объединении человека и машины, и вскоре он может стать большим облегчением для более чем 2 миллионов людей с ампутированными конечностями только в США.

3. Endoscopy-Bot

Источник: Euchiasmus/Wikimedia Commons

Эндоскопия — это процедура, при которой небольшая камера на длинном проводе вводится в тело через «естественное отверстие» для поиска повреждений, посторонних предметов или следов болезни. Это неудобная и деликатная процедура, которая также может уйти в прошлое.

В новых усовершенствованиях процедуры, разработанных такими компаниями, как Medineering, используются тонкие, гибкие роботы, которые могут управляться, как радиоуправляемая машина, точно в то место, которое нужно врачу.

Затем они могут держаться там без дрожи человеческих рук и использовать широкий спектр инструментов для чего угодно, от взятия биопсии до прижигания раны.

Еще более впечатляющими являются так называемые «капсульные эндоскопии», когда процедура сводится к простому акту проглатывания робота размером с таблетку, который путешествует по пищеварительному тракту, собирая данные и делая снимки, которые можно отправить непосредственно на процессор. для диагностики.

4. Ортезы (также известные как экзоскелеты)

Источник: EksoBionics

Мы все хотим хоть немного побыть Железным человеком, но у роботизированных экзоскелетов больше медицинских применений, чем у супергероев. Во-первых, они используются, чтобы помочь парализованным людям снова ходить, что является не чем иным, как чудом.

Они также могут быть полезны для исправления пороков развития или, скажем, для реабилитации после травмы головного или спинного мозга, оказывая слабым мышцам помощь, необходимую им для выполнения движений и начала заживления повреждений.

Большинство этих экзоскелетов работают за счет комбинации действий пользователя и предварительно заданных движений, но с развитием нейронных интерфейсов широкое распространение экзоскелета, непосредственно управляемого разумом, является лишь вопросом времени.

5. Микроробот таргетной терапии

Источник: Обзор биомедицинской инженерии

Несмотря на то, что это относительно новый тип медицинского робота, он является многообещающим. По сути, они используют почти микроскопические механические частицы для локальной доставки лекарства или другого терапевтического средства к определенному целевому участку в организме.

Его можно использовать для доставки излучения непосредственно к опухоли или для уменьшения побочных эффектов лекарства, ограничивая его воздействием на орган, где оно необходимо.

Что здесь действительно интересно, так это то, как частицы попадают в цель. Существует множество возможных методов, но новое исследование включало микроботов с крошечными спиралевидными хвостами, которые могут направляться магнитными полями, чтобы вращаться вперед через кровеносные сосуды к определенному месту в теле. Аккуратный!

6. Дезинфицирующие боты

Источник: Xenex

К сожалению, правда в том, что в больницах чрезвычайно грязно. Вы можете поехать туда лечиться, а уйти с совершенно новой болезнью.

А поскольку в больницах регулярно назначают большое количество антибиотиков, они могут стать питательной средой для некоторых из самых стойких к антибиотикам бактерий.

Вот почему так важно, чтобы больничные палаты были чистыми, но зачем оставлять эту уборку склонным к ошибкам людям, если у вас есть робот?

Современные дезинфицирующие роботы автономно перемещаются в палаты выписываемых пациентов, затем бомбардируют пустую палату мощными УФ-лучами в течение нескольких минут, пока не останется ни одного живого микроорганизма.

7. Боты для клинической подготовки

Источник: Pixabay

Представьте себе культовую классическую игру Operation, но она в натуральную величину с реалистичными кровавыми событиями, и вместо того, чтобы проигрывать, вы проваливаете медицинскую школу. Это в основном то, чем являются боты для клинической подготовки.

Должен признаться, это может показаться не таким захватывающим, как некоторые другие в списке, но учтите вот что: до сих пор хирурги в основном просто учились на работе или на трупах. Да… Внезапно обучающие роботы кажутся намного более важными.

8. Боты-компаньоны

Источник: BuddyTheRobot

Не все медицинские проблемы, которые могут решить роботы, должны быть опасными для жизни. Дело в том, что в мире есть миллионы пожилых, немощных или умственно отсталых людей, которые страдают от хронического одиночества и отсутствия стимуляции.

Эти пациенты, как правило, нуждаются в регулярных осмотрах со стороны опекунов, что может быть проблемой в районах, где не хватает профессиональных опекунов. Роботы-компаньоны решают обе эти проблемы одновременно и действительно делают жизнь многих людей лучше.

Думайте о них как о кроссовере Тамагочи-Алекса, который также может вызвать скорую помощь, если вы упадете.

BUDDY, новая новинка на рынке, даже взаимодействует со своими владельцами на постоянно меняющемся эмоциональном уровне и получила награду Best of Innovation Award 2018 за свои достижения.

9. Робот-суррогат телеприсутствия

Источник: Telepresence Options

Возможно, вы уже видели суррогатного робота телеприсутствия в телешоу или в новом модном офисе. Они выглядят как iPad, установленные поверх мини-сегвея, что по своей сути глупо.

Но правда в том, что они на самом деле нашли ключевую роль в области медицины как способ принести лучших врачей и диагностический опыт в малообеспеченные сообщества и отдаленные части мира.

Врачи в Нью-Йорке теперь могут разговаривать с пациентами и местными врачами в сельских районах Индии, делиться своими знаниями и консультироваться по поводу диагнозов в режиме реального времени за небольшую часть затрат и усилий, связанных с необходимостью приезжать туда лично. Так что, как бы глупо это ни звучало, вполне возможно, что ваш следующий ежегодный осмотр может быть с планшетом с дистанционным управлением, а не с физическим лицом.

10. Роботизированные медсестры

Источник: RIBA/Plastic Pals

Медсестры — это чудотворцы и настоящая кровь любого медицинского учреждения. Но они также безнадежно перегружены работой и хронически ограничены во времени, не говоря уже о дефиците во многих местах. Вот тут-то и появляются роботы-медсестры. По большей части это системы, которые могут заполнять электронные документы, измерять показатели жизнедеятельности и следить за состоянием пациента.

Некоторые новые роботы-медсестры нацелились на другие второстепенные задачи, с которыми медсестры застревают, например, перемещение тележек и каталок из комнаты в комнату или даже взятие крови! В конце концов, если это экономит время медсестер и позволяет всем лучше заботиться о пациентах, мы все за.

11. Pharmabotics

Источник: UCSF

Думайте об этом как о большом торговом автомате, но только с лекарствами! Честно говоря, это одно из тех изобретений, когда вы слышите об этом и думаете: «О да, мне не нужно, чтобы физическое лицо считало и вручало мне таблетки, которые прописал мой врач. Почему этого еще не существует?» Что ж, он существует и сейчас!

В Калифорнийском университете в Сан-Франциско в течение почти пяти лет безотказно работает экспериментальная аптека, одобренная для использования в больницах.

12. Диагностика ИИ

Источник: Labmedia

Возможно, это та задача, в которой роботы могут сделать больше всего для медицины. Используя машинное обучение, ученые могут научить ИИ выполнять задачу лучше, чем человек, по сути предоставляя ему тысячи примеров.

Использование этого вида инструментов в диагностике имеет далеко идущие последствия, но есть несколько заслуживающих внимания, таких как система FDNA, которая использует программное обеспечение для распознавания лиц для скрининга пациентов на более чем 8000 заболеваний и редкие генетические нарушения с впечатляющей степенью точности.

Или команда Нью-Йоркского университета, которая создала ИИ, способный сканировать тысячи медицинских документов, чтобы точно определить пациентов с риском развития диабета, сердечной недостаточности или инсульта. В будущем роботы могут стать первым средством диагностики.

13. Роботизированная биопсия

Источник: ВВС США

Это очень крутая и потенциально спасительная разработка, разработанная в рамках проекта под названием MURAB (МРТ и ультразвуковая роботизированная биопсия).

Это минимально инвазивная методика ранней диагностики рака, при которой управляемый роботом датчик направляется к месту биопсии с помощью нового комбинированного метода МРТ/УЗИ.

Затем он сканирует цель, чтобы получить общие данные о ней, а затем хирург может выбрать из созданного 3D-изображения именно то место, откуда он хочет взять биопсию. Затем робот просто отступает тем же путем, что и вошел, оставляя пациенту чуть больше, чем порез бумаги.

14. Эпидемиология ПГ

ИИ может ОЧЕНЬ хорошо видеть закономерности и делать прогнозы на основе данных, которые были бы просто ошеломляющими для человека, поэтому эпидемиология была логической целью для новой системы ИИ. Вы уже видите, как роботы с искусственным интеллектом используются для борьбы с пандемией.

Эти алгоритмы анализируют данные о вспышках заболеваний от врачей на местах и сопоставляют их со всеми доступными медицинскими базами данных, чтобы предсказать, когда и где произойдет вспышка, а также как предотвратить ее распространение.

Хотя в полевых условиях появляется много продуктов, одним из самых крутых является система AIME, которая была развернута против вспышек лихорадки денге в Малайзии только в этом году с почти 85-процентной точностью предсказания, спасая тысячи жизней и, возможно, миллионы жизней. долларов.

15. Антибактериальные нанороботы

Источник: wildpixel/iStock

Наконец, что не менее важно, мы подошли к роботу с, несомненно, самым крутым именем ВСЕГДА. Но то, что они делают, еще круче.

Антибактериальные нанороботы — это крошечные машины, сделанные из золотых нанопроволок (bling-bling), покрытых тромбоцитами и красными кровяными тельцами, которые действительно могут удалять бактериальные инфекции непосредственно из крови пациента.

Они делают это, имитируя бактерию и цель ее токсина, а затем заманивая их в свою наносетку, когда бактерии приближаются.

Их можно даже направлять через тело пациента с помощью направленного ультразвука, чтобы ускорить процесс очистки и лечить локализованные инфекции.

Лучше всего то, что они используют естественную реакцию бактерий, чтобы вывести их из системы, нанороботы потенциально могут использоваться вместо антибиотиков широкого спектра действия, что может оказать огромное влияние на нашу борьбу с ростом числа устойчивых к антибиотикам болезни.

Как вы думаете, роботы изменят сферу медицины? Тем временем один из этих роботов может захватить мир.

For You

Культура

Этим летом число путешественников увеличилось, а их багаж был потерян или забыт. Сможет ли ИИ спасти нарастающий багажный кризис?

Дина Тереза | 28.07.2022

инновацииПервая фирма, получившая контракт на Аполлон-11, помогает создавать программное обеспечение NASA Artemis

Крис Янг| 02.08.2022

инновацииМикробатареи будущего могут помочь крошечным роботам управлять пространством и временем

Саде Агард| 04.09.2022