Медицинский робот: Роботы в медицине: применение и возможности

Содержание

Здоровье: Наука и техника: Lenta.ru

Роботы-хирурги все чаще проводят успешные операции на живых организмах. Так, в начале 2022 года система Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) прооперировала свинью — сделала надрезы, провела манипуляции с кишечником и аккуратно нанесла швы. Создатели робота STAR уверены, что именно таким и окажется будущее хирургии. «Лента.ру» расскажет, как у машины получилось автономно провести операцию, какие преимущества есть у роботов-медиков и чего можно ждать в этом направлении.

Без человеческого участия

Система STAR, разработанная специалистами Университета Джонса Хопкинса (США), является уникальной в том плане, что для ее функционирования участие живого специалиста не требуется. Машина самостоятельно оценивает участок организма, с которым ей предстоит работать, делает надрезы, совершает операции и зашивает рану. Различные механизмы устройства заменяют органы настоящего хирурга: глаза — высокоточные камеры, руки — сложные манипуляторы, мозг — компьютер, подключенный к медицинским базам данных.

Манипуляторы робота STAR

Фото: ASME / YouTube

В настоящий момент машина специализируется на небольших операциях, которые так или иначе требуют высокой точности. Робот STAR качественно провел операцию по манипуляциям с внутренними органами: например, анастомоз, который подразумевает под собой восстановление целостности кишечника. На начальном этапе развития устройство успешно справлялось со своей задачей, однако тратило на операцию в несколько раз больше времени, чем обычный хирург. Не так давно ученым Университета Джонса Хопкинса удалось добиться успеха — их робот смог провести анастомоз быстрее живого специалиста. В рамках эксперимента STAR прооперировал свинью, соединил фрагменты кишки и наложил швы.

Следящие за процессом врачи заметили, что робот не совершает ошибок, связанных с человеческим фактором, — например, усталостью. Так, процедура наложения швов оказалась более точной и последовательной, чем у обычного хирурга. Искусственное зрение машины также превосходит зрение человека: оборудование отличается наличием камер высокого разрешения, которые могут работать при любых условиях освещения и в инфракрасном диапазоне.

Призвание подобных роботов — малоинвазивные операции, которые не требуют от устройства высочайшей квалификации, но в большей степени нуждаются в аккуратном обращении с пациентом

Например, STAR и другие подобные роботизированные системы могли бы вырезать небольшие опухоли или проводить иные процедуры на мягких тканях. Похожие машины могут потребоваться во время перемещения тяжелобольного пациента или в отдаленных регионах — по понятным причинам в машине или самолете скорой помощи и в больницах небольших городов может не оказаться профессионального хирурга.

С гениальностью Да Винчи

В настоящий момент индустрия роботизированной хирургии, как правило, охватывает методы инвазивного лечения с применением высокотехнологичных средств, но под жестким контролем человека. Различные медицинские устройства напичканы точными камерами и сенсорами и выглядят, как инопланетные корабли, однако они выполняют лишь роль ассистента.

«Робот никогда не принимает решений и не делает надрезы», — говорят ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Основное предназначение медицинских роботов — подстраховать человека и сделать его движения более точными и плавными.

Материалы по теме:

Долгая счастливая жизнь.Как технологии будущего помогут победить болезни и спасут миллиарды жизней?

В ногу со временем.Как технологии вернут возможность незрячим видеть, а инвалидам — свободно передвигаться

«Создают то, чего не было раньше»Как ученые влияют на жизни миллионов людей

Операция с использованием типичной роботизированной системы начинается с нанесения небольших надрезов человеческой рукой в необходимом месте. Затем специалист помещает в них крошечные инструменты, связанные с роботом, и камеру высокого разрешения. После этого хирург может снять перчатки и сесть за компьютер.

«Когда вы играете в видеоигру, вы нажимаете кнопку управления, и машина переводит ваши движения в режим реального времени, точно имитируя ваши действия на экране», — упрощенно описывают суть операций с применением роботов медики. Уникальность технологии в том, что манипуляторы медицинской машины имеют гораздо более широкий диапазон движений, чем человеческие руки. Также робот не устает, его конечности не дрожат от усталости и не способны занести под кожу инфекцию.

Роботизированная хирургическая система daVinci — одно из первых устройств, которое позволяет упростить работу живого специалиста и значительно расширить его возможности. Система представляет собой передовую роботизированную платформу, которая состоит из терминала для управления машиной, тележки с четырьмя интерактивными роботизированными руками, камеры и специальных инструментов. Еще в 2000 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило использование daVinci, с тех пор было установлено почти две тысячи системы фирмы, профессиональные хирурги провели с помощью роботов более 700 тысяч операций.

Манипуляторы робота da Vinci

Кадр: Da Vinci Surgery / YouTube

Распространению подобных daVinci систем и полной замене ими традиционных способов хирургического вмешательства, когда всю работу приходится выполнять живому специалисту, мешает высокая стоимость роботизированного оборудования, ввозимого из-за границы. Поэтому в различных регионах мира создаются аналоги популярной системы.

Например, специалисты Тяньцзиньского университета используют робота Micro Hand S, который отличается небольшими габаритами и уникальной особенностью функционирования. В основе лежит модель оригами, благодаря которой манипуляторы устройства умеют складываться практически под любым углом, позволяя хирургу совершить надрез любой сложности. Будучи меньше и легче, робот экономит место, а также сокращается время, необходимое для его установки.

Еще одна особенность Micro Hand S заключается в интеграции робототехники и бионики. Создатели робота подсмотрели строение тропического растения Nepenthes alata, побеги которого имеют вид кувшинок для накопления жидкости. На основе этого инженеры добавили функцию автоматической стерилизации медицинских инструментов. Также специалисты изучали строение подушечек лап древесных лягушек, которые могут очень крепко, но мягко цепляться за поверхности. Эта технология позволила создать инструмент, который не дает нанести живой ткани излишний вред — сидящий за терминалом хирург контролирует силу нажатия на скальпель посредством тактильной обратной связи.

Почему робот лучше

Многие люди привыкли относиться к роботам снисходительно или с недоверием. Скептики уверены, что дорогая неповоротливая машина не может заменить живого врача. К тому же в случае неудачного хирургического вмешательства, проведенного роботом, умному устройству невозможно предъявить обвинения. Однако многие пациенты уже оценили пользу новейших технологий.

Например, по данным создателей роботизированной хирургической системы daVinci, при лечении рака простаты мужчины чаще выбирают лечение с помощью машины, также большее количество женщин склоняются к помощи робота при проведении минимально инвазивной гистерэктомии.

С помощью медицинских машин врачи лечат заболевания, связанные с общей хирургией, колоректальной, гинекологической, торакальной, урологической хирургией, проводят операции на сердце

Если ориентироваться на реально существующих в медицинских центрах роботов, а не на полностью автономные машины из будущего, то основное преимущество медтехники заключается в расширении инструментала хирурга. Живой профессионал во время операции находится не на ногах, а сидит в кресле, движениями рук управляя манипуляторами и скальпелем. Вероятность врачебной ошибки из-за усталости снижается, медик может более ловко выполнять движения со сложной амплитудой.

Специальные камеры высокого разрешения дают врачу возможность максимально подробно рассмотреть орган, который он оперирует, нанести точные разрезы и наложить аккуратные швы. Цифровые органы зрения находятся в очень маленьких камерах, которые можно разместить в теле пациента и фактически рассмотреть его изнутри.

Также близится к нулю вероятность заражения организма пациента, ведь с последним работают непосредственно не руки человека, а стерильные манипуляторы. В комфортных для врача условиях операции должны выполняться быстрее и более качественно, что позитивно влияет на сроки выздоровления и нахождения пациента в клинике.

Операционная палата с роботом-медиком

Фото: Cleveland Clinic Abu Dhabi / YouTube

Не стоит забывать, что при подобном виде медицинского вмешательства непосредственное присутствие врача рядом с пациентом не требуется. Поэтому привлечение в медицину даже роботов-ассистентов даст толчок развитию телехирургии — удаленному проведению операций. Это позволит одному специалисту заниматься лечением больных, находящихся по всему миру. Эксперты лишь отмечают тот факт, что для связи между терминалом специалиста и медицинским роботом необходима быстрая связь с минимальной задержкой — это может обеспечить стандарт 5G. Распространение методов лечения с помощью роботов в хирургии поможет решить вопрос с дефицитом кадров.

Будущее хирургии

Роботизированная хирургия существует уже более трех десятилетий, многие ученые полагают, что в будущем малоинвазивные операции будут проводиться исключительно роботами. Если технологии докажут свою состоятельность в масштабе целого мира, то возможно использование роботов в сложных операциях и постепенная замена живого специалиста.

Я действительно верю, что это будущее хирургии

Аксель Кригердоцент кафедры машиностроения в Университете Мэриленда, один из создателей STAR

Эксперты склоняются к мнению, что в ближайшие годы роботы смогут более творчески заниматься операциями на живых организмах, адаптируясь к изменениям с помощью искусственного интеллекта. Подключенная к огромной базе данных медицинских заболеваний машина сможет оперативно найти информацию о конкретной болезни, сравнить случаи болезней, выявить новые закономерности, найти более безопасный и оптимальный способ решения проблемы.

«На это следует смотреть через призму радикальных инноваций, потому что здравоохранение — это люди и спасение человеческих жизней», — отметил директор по кибербезопасности компании Micro Focus Рамсес Гальего.

В ближайшее время сегмент роботизированной хирургии разделится на два больших типа — к первому будут относиться роботы-ассистенты, ко второму — полностью автономные машины, способные самостоятельно провести операцию. Разумеется, для управления роботами врачам придется повышать свою квалификацию, но в будущем медиков будут сразу учить взаимодействовать с точным оборудованием. В случае автономных устройств задействовать хирурга не нужно — человек будет лишь следить, как роботизированная система проводит манипуляции с органами человека или удаляет опухоль.

Робот да Винчи – что это и как он может помочь

Пациентам, которым предстоит кардиологическая операция, стоит оценить возможность ее проведения хирургическим роботом Да Винчи.  По сравнению с традиционной полостной операцией после операции Да Винчи значительно снижается риск кардиальных событий в первый год после операции, сокращается время в реанимации и число возможных осложнений. При проведении такого вида операции исключается рассечение грудины (стернотомия), а также велика возможность восстановления митрального клапана, что делает ненужным проведение протезирования.

Для лечения проктологических заболеваний робот хирург Да Винчи в случаях рака толстой кишки, рака прямой кишки, дивертикулита, воспалительных заболеваний кишечника (язвенный колит и болезнь Крона). Робот хирург Да Винчи используется при проведении колэктомии – операции по удалению всей или части толстой кишки и низкой передней резекции прямой кишки.  Проктологические пациенты, выбирающие операцию Да Винчи, руководствуются такими преимуществами данного вида операции как: небольшая потеря крови, быстрое восстановление функций кишечника, быстрый возврат к нормальной пище.

В общей хирургии робот Да Винчи используется для хирургического лечения ожирения, ахалазии и хирургии желчного пузыря.

Проведение традиционных гинекологических операций сопряжено с сильными болями, длительным процессом восстановления и значительным дискомфортом. Всего этого можно избежать при помощи робота Да Винчи, так как он сводит к минимуму боли и риск связанный с большими разрезами. Наиболее эффективно использование Да Винчи для лечения рака шейки матки, рака матки, миомы матки (миомэктомия), эндометриоза, выпадения матки или влагалища (сакрокольпопексия) и кровотечений.

Робот Да Винчи можно использовать для проведения таких операции как:

  • Восстановление митрального клапана
  • Реваскуляризация миокарда
  • Абляция тканей сердца
  • Установка эпикардиального электронного стимулятора сердца для бивентрикулярной ресинхронизации
  • Желудочное шунтирование
  • Фундопликация по Nissen
  • Гистерэктомия и миомэктомия
  • Тимэктомия
  • Лобэктомия легкого
  • Эзофагоэктомия
  • Резекция опухоли средостения
  • Радикальная простатэктомия
  • Пиелопластика
  • Удаление мочевого пузыря
  • Радикальная нефрэктомия и резекция почки
  • Реимплантация мочеточника (пластика мочеточника)

Ведущая израильская частная больница «Ассута» имеет в своем распоряжении эту революционную хирургическую установку. На сегодняшний день из хирургов, работающих в «Ассуте» операции аппаратом Да Винчи проводит доктор Анджей Надо. Доктор Надо говорит о том, что робот хирург Да Винчи дает удивительную свободу движений в ходе операции, а управляемый робот прекрасно воспринимает естественную гибкость рук. Кроме того, сами приборы такие миниатюрные, а управление ими настолько точно, что можно добраться до самых дальних частей органов, до которых традиционными методами было не добраться.

Преимущества роботизированной хирургии

Специалисты в области урологической хирургии, считают, что проведение операций Да Винчи имеет целый ряд преимуществ. Одно из них — возможность получать трехмерное изображение операционного поля, что значительно повышает уровень контроля за ходом операции. Использование робота помогло совершить самый настоящий прорыв в лечении рака простаты в США, Западной Европе, а теперь и в Израиле. Хирурги говорят о том, что с внедрением Да Винчи наступила новая эра хирургической практики — эра «интуитивной хирургии».

Операции аппаратом Да Винчи имеют громадное преимущество по всем показателям по сравнению с обычными операциями и использование робота Да Винчи — прорыв в хирургии, а не просто модное веяние. Основным преимуществом, которым обладает Да Винчи робот является минимальная кровопотеря у пациента в ходе операции, а также быстрое восстановление после операции и возвращение к полноценной жизни в самые короткие сроки.

Цена операции

Применение робота Да Винчи для операции добавляет к цене операции порядка 20.000 долларов США, а окончательная сумма колеблется в зависимости от объема операции и количества используемых инструментов.

Робот-хирург Да Винчи самый инновационный хирургический метод из всех доступных на сегодняшний день. Это революционный метод проведения операций, который переписывает стандарты хирургической помощи и меняет образ современной хирургии. Однако в ближайшем будущем специалисты «Ассуты» планируют модернизацию данной системы. Планируется сократить площадь, которую  хирургический робот Да Винчи занимает в операционной. Следующее поколение робота хирурга Да Винчи будет опускать манипуляторы с потолка операционного зала. Разработчики и врачи стараются еще больше сократить раневую поверхность оперируемого поля, используя вместо двух или более разрезов единственное пупочное отверстие. Также работы ведутся по улучшению контакта между Да Винчи роботом и хирургом. Специалисты пытаются дать врачу возможность ощущать сопротивление тканей и физически ощущать движения робота, что поможет значительно повысить точность работы.

Роботы в медицинской промышленности

Ваш первый выбор для роботизированных медицинских устройств

KUKA является не только одним из крупнейших мировых игроков в области автоматизации, но и ведущим поставщиком роботизированных компонентов для медицинских устройств. Это единственная работающая в мире робототехническая компания, в которой целая отраслевая команда менеджеров занимается медицинской робототехникой. Основываясь на более чем двадцатилетнем опыте робототехники в здравоохранении, наша команда предлагает производителям медицинского оборудования продукты и опыт, чтобы поддержать их на пути к рынку. Являясь специализированным отделом исследований и разработок в области медицины, мы постоянно разрабатываем актуальные для рынка программные пакеты и совершенствуем существующие промышленные решения передовыми решениями для здравоохранения.

Специализированная медицинская бригада

От диагностики и хирургических вмешательств на пациентах до терапии: Роботы KUKA отвечают строгим требованиям, предъявляемым в области медицины, и хорошо подходят для самых разных случаев использования медицинских технологий.

В зависимости от предполагаемого использования наши партнеры в области медицинских технологий используют в своих медицинских устройствах чувствительный и легкий робот для совместной работы со встроенными датчиками — KUKA LBR Med — или роботы с грузоподъемностью от 50 до 300 кг, такие как KUKA KR Quantec.
Являясь ключевым поставщиком, KUKA предлагает высокоточную платформу для роботизированных вспомогательных систем для клинического применения. Платформа может использоваться для различных медицинских роботизированных приложений, таких как диагностика, различные хирургические процедуры или реабилитационные упражнения. Кроме того, его можно использовать для лечения рака, чтобы облегчить работу медиков и улучшить самочувствие пациентов.

Инновационная технология KUKA

Технология KUKA используется в нескольких медицинских целях

Технология KUKA прокладывает путь для инновационных медицинских устройств наших партнеров.

Мы являемся единственным производителем роботов, который соответствует стандартам производителей медицинской продукции с LBR Med, и единственным, у которого есть команда специалистов по медицинской робототехнике.

Аксель Вебер, вице-президент KUKA Medical Robotics

Роботизированные платформы KUKA используются в медицинских роботах, разработанных нашими партнерами

Технология KUKA используется для улучшения результатов лечения пациентов и может использоваться в вспомогательных или хирургических системах, таких как:

  • Robert®, реабилитационный робот от Life Science Robotics, который помогает лежачим пациентам выполнять упражнения.

  • Хирургические роботы для малоинвазивной хирургии или ортопедических вмешательств у пациентов e. г. замена коленного сустава индивидуальными имплантатами

  • Медицинские роботы для усовершенствованной диагностики рака и лечения пациентов, такие как guidoo® или Sculptura®

  • CARLO® медицинский робот для бесконтактной хирургии костей лица с использованием холодной лазерной абляции, изобретенный AOT AG

  • Эстетическая хирургия для восстановления волос от Venus Concept®, официально известная как Restauration Robotics или даже

  • устройство для хорошего самочувствия, такое как массажный робот iYU от Caspix.

Это лишь некоторые примеры использования сертифицированного кобота LBR Med в здравоохранении, и это еще не все. Вспомогательные роботы работают с KUKA Sunrise.OS Med, которая соответствует требованиям IEC 62304:2006 (первое издание) + A1:2015. Операционная система основана на Java 8 и Windows 10.


Большие больничные роботы KUKA, перевозящие тяжелое медицинское оборудование в операционной, в основном используются для визуализации и лечения рака. Сценарии и процедуры наших партнеров:

  • Терапия для лечения опухолей с помощью CyberKnife® от Accuray

  • Лучевая терапия на основе частиц производства BEC GmbH

  • Системы для ангиографии и гибридных операционных

Ознакомьтесь с подборкой тематических исследований, где технология KUKA используется в различных областях здравоохранения

Премия KUKA за инновации 2022

В этом году премия KUKA Innovation Award нацелена на взаимодействие роботизированных систем с пациентами и хирургами. Робототехника в здравоохранении ищет новые решения для сектора здравоохранения.

Пять команд вышли в финал со своими инновационными роботизированными идеями. Они сосредоточены на заживлении серьезных кожных ран, укреплении материнского здоровья, оказании помощи при обследовании на артрит или демонстрации операций на головном мозге или реабилитации с использованием робота-манипулятора LBR Med.

Новые технологии играют все более важную роль в здравоохранении и будут практически незаменимы в будущем. Финалисты демонстрируют передовые медицинские технологии Международное жюри, состоящее из известных профессоров, экспертов KUKA и медицинских технологов, выберет победителя на выставке MEDICA в Дюссельдорфе в ноябре 2022 года.

KUKA Innovation Award 2022: вызов робототехники в здравоохранении

Роботы будут играть решающую роль в клинической медицине завтрашнего дня. Узнайте больше об этом в нашей бесплатной электронной книге «Коллаборативные и чувствительные роботы, которые формируют будущее медицины»

Прочтите нашу электронную книгу, чтобы узнать, как пациенты и врачи могут извлечь выгоду из совместных и чувствительных медицинских роботизированных решений.

Скачать бесплатную электронную книгу (PDF)

Роботизированные эстетические решения | Avra Medical Robotics

Перейти к содержимому

Homeelite2022-12-06T20:04:19+00:00

Увидеть красоту технологий

К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенное видео.

The Avra ​​Vision:

Наш главный медицинский директор Фархан Тагизаде, MD, PHD

AVRA строит уникальную роботизированную платформу в области эстетики. Система лечения Avra ​​Robotics позволит нам сканировать пациентов, настраивать план их лечения и выполнять роботизированные процедуры с непревзойденной точностью и аккуратностью. Наше запатентованное компьютерное картографическое программное обеспечение для конкретного пациента позволяет проводить технологически адаптированное лечение и оптимизирует результаты как для врача, так и для пациента. Собирая свои исторические данные, пациенты могут отслеживать прогресс своей красоты, как никогда раньше, чтобы сохранить свою яркую красоту на десятилетия. Для индустрии эстетики это создаст большую лояльность клиентов и повторный бизнес.

Расширенный
Компьютерное зрение

Автономный
Робототехника

Искусственный
Интеллект

»

Д-р Бижан Сафаи

Avra ​​продвигает переход от ассистивных к полуавтономным методам лечения в здравоохранении с первоначальным акцентом на эстетику. Роботизированные системы в настоящее время используются в медицине для помощи в лечении. Хотя эти роботы чрезвычайно устойчивы и точны, они не автономны. Хотя врач может не беспокоиться о своих трясущихся руках, поскольку инструменты держит робот, они должны удаленно контролировать каждое движение робота во время лечения.

Наша полуавтономная система призвана изменить это. Роботизированная система лечения Avra ​​(ARTS) позволяет поставщикам медицинских услуг просматривать план лечения и наблюдать, как лечение выполняется исключительно роботом с использованием нашей передовой технологии управления. И поставщики, и пациенты могут извлечь огромную выгоду из автономии ARTS в быстро растущей индустрии эстетической медицины. Благодаря нашему сканированию, искусственному интеллекту, нацеливанию, лечению и сбору информации наша система обеспечивает безграничные диагностические и терапевтические возможности в сфере здравоохранения для нацеливания, диагностики и лечения.

Провайдеры могут извлечь выгоду из сверхточных, неизменно превосходных процедур для своих пациентов с минимальными усилиями со стороны косметолога. Автономное лечение не означает, что косметолог теряет свою работу, а скорее делает его работу менее напряженной и более эффективной. Эти косметологи могут просматривать и подтверждать план лечения пациента, а не физически выполнять лечение. Они могут провести это время, наблюдая за лечением, анализируя данные о состоянии кожи пациента и обдумывая следующие шаги для улучшения внешнего вида пациента. В новую эру робототехники приходят более здоровые пациенты и исчезновение болей в спине и руках.

К сожалению, ваш браузер не поддерживает встроенные видео.

Как эстетическое лечение, так и пространство медицинской робототехники значительно расширились за последнее десятилетие и продолжают расти как на дрожжах. Рост индустрии эстетического лечения набирает обороты: в 2020 году только в США было проведено более 15,6 миллионов процедур на ошеломляющую общую сумму более 16,7 миллиардов долларов. (ASPS)  

Кроме того, по мере того, как в современном мире все больше совещаний становятся виртуальными, люди постоянно общаются с помощью видеозвонков. Чем больше люди визуально участвуют в собраниях, тем больше они осознают свою внешность, что часто называют «эффектом масштабирования». Недавнее исследование Национальной медицинской библиотеки, опубликованное в 2021 году, показало, что более трети участников выявили новые проблемы с внешним видом во время просмотра видео. В результате в области эстетики количество процедур для лица увеличилось на ошеломляющие 55%. (ASAPS) Поскольку наше общество все больше визуально общается в Интернете, ожидается, что спрос на эстетику лица будет продолжать расти.

Как и в эстетической индустрии, в отрасли медицинской робототехники наблюдается беспрецедентный рост: в 2021 году она уже стоила 11,6 млрд долларов, а к 2029 году, по прогнозам, вырастет до более чем 34 млрд долларов в год. второе по величине поколение приближается к выходу на пенсию, по прогнозам, потребность в передовой роботизированной эстетике будет расти.

Каждый хочет быть самым красивым, независимо от возраста. Мы лидируем в объединении рынков эстетической и медицинской робототехники, продолжая разработку роботизированной лечебной системы Avra.