Doctor Robot: el comienzo de la robótica médica
No tiene que ser el robot especialista que controla el brazo de Luke Skywalker que vimos en Star Wars (1). Basta con que el automóvil haga compañía y quizás entretenga a los niños enfermos en el hospital (2), como en el proyecto ALIZ-E financiado por la Unión Europea.
Como parte de este proyecto, XNUMX robots naoque fueron hospitalizados con niños con diabetes. Están programados para funciones puramente sociales, equipados con habilidades de reconocimiento facial y del habla, así como diversas tareas didácticas relacionadas con la información sobre la diabetes, su curso, síntomas y métodos de tratamiento.
La empatía como compañeros de sufrimiento es una gran idea, pero llegan informes de todas partes de que los robots están asumiendo el trabajo médico real en serio. Entre ellos, por ejemplo, Veebot, creado por una startup de California. Su tarea es tomar sangre para análisis (3).
El dispositivo está equipado con un sistema de "visión" de infrarrojos y apunta la cámara a la vena correspondiente. Una vez que lo encuentra, lo examina más a fondo con un ultrasonido para ver si encaja en la cavidad de la aguja. Si todo está en orden, clava una aguja y extrae sangre.
Todo el procedimiento dura aproximadamente un minuto. La precisión de selección de vasos sanguíneos de Veebot es del 83 por ciento. ¿Pequeño? Una enfermera que hace esto a mano tiene un resultado similar. Además, se espera que Veebot supere el 90 % en el momento de los ensayos clínicos.
1. Doctor robot de Star Wars
2. Un robot que acompaña a los niños en el hospital
Tenían que trabajar en el espacio.
idea de construcción robots quirúrgicos etc. En los años 80 y 90, los Estados Unidos la NASA construyó quirófanos inteligentes que iban a ser utilizados como equipos para las bases de naves espaciales y orbitales que participan en programas de exploración espacial.
3. Veebot: un robot para recolectar y analizar sangre
Aunque los programas cerraron, los investigadores de Intuitive Surgical continuaron trabajando en cirugía robótica, con empresas privadas financiando sus esfuerzos. El resultado fue da Vinci, introducido por primera vez a finales de los 90 en California.
Pero primero el primero del mundo robot quirúrgico aprobado y aprobado para su uso en 1994 por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos fue el sistema robótico AESOP.
Su trabajo consistía en sostener y estabilizar cámaras durante cirugías mínimamente invasivas. El siguiente fue ZEUS, un robot orientable de tres brazos utilizado en cirugía laparoscópica (4), muy similar al robot da Vinci que vendría más tarde.
En septiembre de 2001, mientras que en Nueva York, Jacques Marescaux utilizando el sistema quirúrgico robótico ZEUS retira la vesícula biliar de 68 años de edad, paciente en la clínica de Estrasburgo.
Probablemente la ventaja más importante de ZEUS, como todos los demás robot quirúrgico, fue la eliminación completa del efecto del temblor de manos, que sufren incluso los mejores y más experimentados cirujanos del mundo.
4. Estación de control y robot ZEUS
El robot es preciso gracias al uso de un filtro adecuado que elimina las vibraciones a una frecuencia de unos 6 Hz, que son típicas de un apretón de manos humano. El mencionado da Vinci (5) se hizo famoso a principios de 1998 cuando un equipo francés realizó la primera operación de bypass coronario único del mundo.
Unos meses más tarde, la cirugía de la válvula mitral se realizó con éxito, es decir. cirugía dentro del corazón. Para la medicina en ese momento, este fue un evento comparable al aterrizaje de la sonda Pathfinder en la superficie de Marte en 1997.
Los cuatro brazos de Da Vinci, rematados en instrumentos, penetran en el cuerpo del paciente a través de pequeñas incisiones en la piel. El dispositivo es controlado por un cirujano sentado en la consola, equipado con un sistema de visión técnica, gracias al cual ve el sitio operado en tres dimensiones, en resolución HD, en colores naturales y con un aumento de 10x.
Esta avanzada técnica permite la extirpación completa del tejido enfermo, especialmente el afectado por células cancerosas, así como la inspección de lugares de difícil acceso, como la pelvis o la base del cráneo.
Otros médicos pueden observar las operaciones de da Vinci incluso en lugares a varios miles de kilómetros de distancia. Esto permite realizar procedimientos quirúrgicos complejos utilizando el conocimiento de los especialistas más reputados, sin llevarlos al quirófano.
Tipos de robots médicos Robots quirúrgicos: su característica más importante es una mayor precisión y el menor riesgo de error asociado. Obras de rehabilitación: facilitan y apoyan la vida de las personas con deficiencias funcionales permanentes o temporales (durante el período de recuperación), así como de los discapacitados y los ancianos.
El grupo más grande se utiliza para: diagnóstico y rehabilitación (generalmente bajo la supervisión de un terapeuta, y de forma independiente por parte del paciente, principalmente en telerehabilitación), cambios de posición y ejercicios en la cama (camas robóticas), mejora de la movilidad (sillas de ruedas robóticas para discapacitados y exoesqueletos) cuidado (robots), asistencia académica y laboral (robot workspaces o salas robóticas), y terapia para determinados trastornos cognitivos (robots terapéuticos para niños y ancianos).
Los biorobots son un grupo de robots diseñados para imitar a humanos y animales que usamos con fines cognitivos. Un ejemplo es un robot educativo japonés utilizado por futuros médicos para entrenarse en cirugía. Robots que reemplazan a un asistente durante una operación: su principal aplicación se refiere a la capacidad del cirujano para controlar la posición de la cámara robótica, que proporciona una buena "vista" de los sitios operados.
También hay un robot polaco.
historia robótica médica en Polonia fue iniciado en 2000 por científicos de la Fundación para el Desarrollo de la Cirugía Cardiaca en Zabrze, quienes están desarrollando un prototipo de la familia de robots RobinHeart (6). Tienen una estructura segmentada que le permite elegir el equipo adecuado para diferentes operaciones.
Se crearon los siguientes modelos: RobinHeart 0, RobinHeart 1 - con base independiente y controlados por una computadora industrial; RobinHeart 2: unido a la mesa de operaciones, con dos soportes en los que puede instalar instrumentos quirúrgicos o una ruta de visualización con una cámara endoscópica; RobinHeart mc2 y RobinHeart Vision se utilizan para controlar el endoscopio.
Iniciador, coordinador, creador de supuestos, planificación de operaciones y muchas soluciones de proyectos mecatrónicos. robot quirúrgico polaco Robinhart era médico. Zbigniew Nawrat. Junto con el difunto Prof. Zbigniew Religa fue el padrino de todos los trabajos realizados por especialistas de Zabrze en consulta con centros académicos e institutos de investigación.
El grupo de diseñadores, electrónicos, informáticos y mecánicos que trabajaron en RobinHeart consultaron constantemente con el equipo médico para determinar qué arreglos debían hacerse.
“En enero de 2009, en el Centro de Medicina Experimental de la Universidad Médica de Silesia en Katowice, al tratar animales, el robot realizó fácilmente todas las tareas que se le asignaron. Actualmente, se están emitiendo certificados para ello.
6. El robot médico polaco RobinHeart
Cuando encontremos patrocinadores, entrará en producción en masa”, dijo Zbigniew Nawrat de la Fundación para el Desarrollo de la Cirugía Cardíaca en Zabrze. El diseño polaco tiene mucho en común con el da Vinci estadounidense: le permite crear una imagen 3D en calidad HD, elimina el temblor de la mano y los instrumentos penetran telescópicamente en el paciente.
RobinHeart no se controla con joysticks especiales, como los de da Vinci, sino con botones. Pulido a una mano cirujano robot capaz de empuñar hasta dos herramientas, que, además, se pueden quitar en cualquier momento, por ejemplo, para usarlas manualmente.
Por desgracia, el futuro del primer robot quirúrgico polaca sigue siendo muy incierto. Hasta ahora, sólo hay un mc2 que todavía no se ha operado a un paciente vivo. ¿Causa? Los inversores no tienen suficiente.
El Dr. Navrat ha estado buscando durante muchos años, pero alrededor de 40 millones de PLN es necesaria para introducir los robots RobinHeart en los hospitales polacos. En diciembre pasado, un prototipo de un peso ligero, se dio a conocer portátil robot de rastreo de video para una amplia gama de aplicaciones clínicas: RobinHeart PortVisionAble.
Su construcción fue financiada por el Centro Nacional de Investigación y Desarrollo, fondos del Fondo para el Desarrollo de la Cirugía Cardiaca y muchos patrocinadores. Este año está previsto lanzar tres modelos del dispositivo. Si el Comité de Ética acepta utilizarlos en un experimento clínico, serán probados en un ambiente hospitalario.
No solo cirugía
Al principio, mencionamos robots que trabajan con niños en el hospital y recolectan sangre. La medicina podría encontrar usos más "sociales" para estas máquinas.
Un ejemplo es logopeda robótica Bandit, creado en la Universidad del Sur de California, está diseñado para apoyar la terapia de niños con autismo. Parece un juguete que está diseñado para facilitar el contacto con los enfermos.
7. Robot Clara vestida de enfermera
En sus "ojos" hay dos cámaras y sensores infrarrojos instalados a través del robot, que se mueve sobre dos ruedas, es capaz de determinar la posición del niño y tomar las medidas adecuadas.
Por defecto, intenta acercarse primero al pequeño paciente, pero cuando sale corriendo, se detiene y le hace un gesto para que se acerque.
Por lo general, los niños se acercarán al robot y formarán un vínculo con él debido a su capacidad para expresar emociones con "expresiones faciales".
Esto permite que los niños se involucren en el juego, y la presencia del robot también facilita las interacciones sociales como la conversación. Las cámaras del robot también registran el comportamiento del niño, lo que respalda la terapia dirigida por un médico.
Trabajo de rehabilitación Al proporcionar precisión y repetibilidad, permiten realizar ejercicios en pacientes con menos participación de los terapeutas, lo que puede reducir los costos y aumentar el número de personas que reciben tratamiento (el exoesqueleto soportado se considera una de las formas más avanzadas de robot de rehabilitación).
Además, la precisión, inalcanzable para una persona, permite reducir el tiempo de rehabilitación debido a una mayor eficiencia. uso robots de rehabilitación sin embargo, se requiere la supervisión de terapeutas para garantizar la seguridad. Los pacientes a menudo no notan demasiado dolor durante el ejercicio, creyendo erróneamente que, por ejemplo, una dosis más alta de ejercicio conduce a resultados más rápidos.
sensación excesiva de dolor es probable que sea rápidamente notado por el proveedor de la terapia tradicional, como es el ejercicio que es demasiado clara. También es necesario proporcionar la posibilidad de una interrupción de emergencia de rehabilitación utilizando un robot, por ejemplo, si falla el algoritmo de control.
Robot Clara (7), creado por USC Interaction Lab. enfermera robótica. Se mueve a lo largo de rutas predeterminadas, detectando obstáculos. Los pacientes son reconocidos escaneando códigos colocados al lado de las camas. El robot muestra instrucciones pregrabadas para ejercicios de rehabilitación.
La comunicación con fines diagnósticos con el paciente se produce a través de las respuestas "sí" o "no". El robot está destinado a personas después de procedimientos cardíacos que necesitan realizar ejercicios de espirometría hasta 10 veces por hora durante varios días. También se creó en Polonia. robot de rehabilitación.
Fue desarrollado por Michal Mikulski, empleado del Departamento de Control y Robótica de la Universidad Tecnológica de Silesia en Gliwice. El prototipo era un exoesqueleto, un dispositivo que se coloca en la mano del paciente, capaz de analizar y mejorar la función muscular. Sin embargo, solo podría atender a un paciente y sería muy costoso.
Los científicos decidieron crear un robot estacionario más económico que pudiera ayudar en la rehabilitación de cualquier parte del cuerpo. Sin embargo, con todo el entusiasmo por la robótica, vale la pena recordar que el uso de robots en medicina está sembrado no sólo de rosas. En cirugía, por ejemplo, esto se asocia con costos significativos.
El procedimiento que utiliza el sistema da Vinci, ubicado en Polonia, cuesta entre 15 y 30 mil. PLN, y después de diez procedimientos, debe comprar un nuevo conjunto de herramientas. NHF no reembolsa los costes de las operaciones realizadas en este equipo por un importe aproximado de 9 millones PLN.
También tiene la desventaja de aumentar el tiempo requerido para el procedimiento, lo que significa que el paciente debe permanecer más tiempo bajo anestesia y estar conectado a circulación artificial (en el caso de una cirugía cardíaca).
