Роботы помощники в медицине: Медицинские роботы: виды, где и как применяются, примеры использования

Медицинские роботы: виды, где и как применяются, примеры использования

Содержание

• Разновидности медицинских роботов

• Роботы-хирурги

• Роботы-медсестры

• Роботы для дезинфекции

• Роботы для диагностики, или лабораторные роботы

• Реабилитационные роботы

• Экзоскелеты

• Роботизированные протезы

• Роботы-ассистенты и роботы-консультанты

• Роботы-компаньоны

• Роботы-тренажеры

• Роботы в доставке

• Роботы в лучевой терапии

• Нанороботы и микророботы

• Преимущества использования роботов в медицине

• Может ли робот заменить специалиста

• История роботизации здравоохранения в России

• Перспективы этого направления в телемедицине

Первые медицинские роботы, появившиеся 11 апреля 1985 года¹, способствовали революционным изменениям в работе врачей и скорости выздоровления пациентов. Так, роботизированные комплексы того времени позволили врачам добиться чрезвычайной точности в процессе сложного оперативного вмешательства при кардиоторакальной хирургии. Развитие технологий искусственного интеллекта (ИИ) стимулировало совершенствование медицинских роботов, расширив возможности их применения в здравоохранении².

Разновидности медицинских роботов

Сегодня в список обязанностей медицинских роботов входит содействие в операциях, дезинфекция помещений, выдача лекарств, сопровождение пациентов в аптеках, больницах и домах престарелых и многое другое. Расскажем подробнее, для чего используются роботы в медицине.

Роботы-хирурги

Первой задачей роботов стало ассистирование хирургам в операционной³. Сегодня робото-ассистивные системы для хирургических операций становятся все более привычным явлением.

Например, в хирургии позвоночника роботы способны удерживать инструменты и компоненты имплантатов совершенно неподвижно и передвигать их точно в место установки винтов для декомпрессионной операции³. Такое стабильное позиционирование инструментов обеспечивает максимальную точность и ускоряет операцию. При использовании роботизированных комплексов проникновение оказывается не только точным, но и малоинвазивным ― для достижения целей роботу достаточно сделать всего несколько небольших разрезов размером с монету. Это заметно снижает риск повреждения здоровых тканей и сосудов, развития инфекций и воспалений, уменьшает сроки заживления ран. Период восстановления после такой операции значительно короче³.

Роботы-медсестры

Ещё одна сфера использования роботов ― помощь медперсоналу в выполнении таких ежедневных задач, как забор крови, измерение температуры или гигиенические процедуры. Роботы, которые берут на себя простые повторяющиеся действия, освобождают сиделкам и медсёстрам время и руки, так что те могут уделить больше внимания индивидуальному уходу за пациентами⁴. Мобильные автоматизированные лечебно-диагностические комплексы типа робот-медсестра задействованы как в процессе поддержания жизнедеятельности пациентов, так и в обеспечении связи с персоналом лечебного учреждения.

Роботы для дезинфекции

На роботов можно возложить ответственность за санитарную обработку помещений, избавляя персонал больницы от необходимости контактировать с потенциально опасными патогенами³. Например, существуют роботы для дезинфекции больничных приборов и оборудования: робот компании Xenex способен с помощью импульсного ксенонового света продезинфицировать палату менее чем за 20 минут⁴.

Роботы для диагностики, или лабораторные роботы

Роботы активно используются в лабораториях³. Автоматизация, которую они обеспечивают, повышает скорость и точность выполнения анализов, снижая количество ошибок³.

Яркий пример ― выполнение ускоренных анализов крови. Два робота в состоянии обработать около 3000 образцов в день, по 7–8 пробирок в минуту: один берёт образец и помещает его в сканер штрихкода, другой отбирает образцы и кладёт их в устройство подачи для центрифугирования и анализа¹³.

Гибкие роботизированные медицинские помощники на дистанционном управлении задействованы в эндоскопии: управляя ими, врач делает биопсию или прижигание раны. Другой пример ― капсульная эндоскопия, когда устройство проглатывается, как таблетка, и, следуя по ЖКТ, собирает данные и делает диагностические снимки⁵.

Реабилитационные роботы

Это роботы, предназначенные для реабилитации пациентов после операций или активной фазы заболевания³. Первые действительно роботизированные устройства для реабилитации работали по принципу непрерывного пассивного движения: это когда часть тела пациента перемещается, пока он отдыхает³. Действие современных реабилитационных роботов связано с понятием нейропластичности мозга и направлено на её поддержание⁷. Так, они помогают выполнять упражнения на восстановление подвижности рук и ног, перемещая их, что позволяет создавать неврологические пути для работы мышц.

Современные реабилитационные роботизированные конструкции делятся на два вида: терапевтический робот, который помогает пациентам выполнять упражнения (например, экзоскелет), и вспомогательный робот-протез, который заменяет потерянные конечности⁷. Стоит упомянуть и об интеллектуальных инвалидных колясках, способных управлять центром тяжести при спусках и подъемах по лестнице.

Экзоскелеты

Это механическая конструкция, которую надевают на человека, чтобы частично вернуть ему подвижность или ускорить восстановление после травм и операций. Такой прибор напоминает робокостюм.

Экзоскелеты используются в реабилитации после травм спинного мозга и инсультов³. Например, датчики экзоскелета Hybrid Assistive Limb (HAL), расположенные на коже, регистрируют небольшие электрические сигналы в теле пациента, и костюм реагирует движением в суставе³.

Роботизированные протезы

Протезы с роботизированными возможностями разработаны для восстановления функций утраченных конечностей. Они предназначены для постоянного ношения людьми с ограниченной мобильностью, без рук, ног, кистей³.

Нейромышечно-скелетные протезы крепятся к кости и управляются с помощью двунаправленных интерфейсов, подключенных к нервно-мышечной системе человека с помощью электродов, имплантированных в нервы и мышцы⁸. В итоге роботизированная конечность приводится в движение силой мысли.

Роботы-ассистенты и роботы консультанты

В среднем врач тратит примерно 9 часов в неделю на административные задачи, а это целый рабочий день⁹. Многие из этих задач можно автоматизировать с помощью соответствующих роботов ― виртуальных ассистентов и человекоподобных роботов-консультантов. Первые синхронизируются с МИС и загружают туда данные, берут на себя бумажную работу, обзванивают пациентов, позволяя клинике сократить расходы на информирование и повысить лояльность клиентов. Вторые помогают пациентам записаться на приём и занимаются их маршрутизацией в холле клиники без привлечения сотрудников. Такие человекоподобные роботы умеют общаться, отвечать на вопросы, способны распознавать лица и эмоции людей¹⁰.

Роботы-компаньоны

Роботы способны играть роль компаньонов и даже питомцев. Аналитики предполагают, что в будущем роботы для эмоциональной поддержки будут востребованы¹¹.

В больничных условиях роботы оказывают пациентам — особенно пожилым людям и детям — помощь, подбадривая и демонстрируя, как выполнять определенные двигательные действия³, например сесть и встать с постели. Они напоминают о необходимости принять лекарства или разговаривают с теми, кто лишен регулярного человеческого контакта (что особенно актуально в контексте нехватки медсестёр и сиделок)⁴. Очень часто такие роботы похожи на людей или животных. Например, робот Paro ― роботизированный детеныш гренландского тюленя, покрытый мягким белым мехом, — демонстрирует многие из моделей поведения, свойственных настоящему домашнему питомцу⁴. Его задача — вызывать положительный эмоциональный отклик у пациентов и ускорять выздоровление⁴.

Сейчас роботов для ухода и поддержки очень мало, в первую очередь из-за их высокой стоимости. Однако ожидается, что в течение следующего десятилетия их количество значительно возрастет⁴.

Роботы-тренажеры

Нужны для совершенствования профессиональных навыков и используются в обучении врачей и медперсонала¹². Помогают отработать распространенные клинические сценарии либо выступают в качестве симуляторов пациентов (робопациенты, роботы-манекены), имитируя человека целиком или только относящуюся к теме обучения часть. Например, это может быть симулятор роженицы или недоношенного ребенка. Иногда такие роботы ведут себя как реальные больные: они дышат, потеют, кровоточат, двигают конечностями, а их зрачки реагируют на свет.

Роботы в доставке

Робота-тележку для обхода больных или робота-курьера можно назвать одним из подвидов роботов-медсестёр. Они используются для доставки лекарств, лабораторных образцов, посуды, еды, для сортировки препаратов, облегчая работу медицинского персонала в больницах и домах престарелых⁴.

Такие роботы способны ориентироваться на местности с помощью встроенной карты, множества бортовых датчиков и компьютерного зрения. Wi-Fi обеспечивает связь с лифтами, автоматическими дверями и пожарной сигнализацией¹³.

Роботы в лучевой терапии

В 1990-х робототехника была внедрена в область радиотерапии и радиохирургии³. Первое такое решение включало источник рентгеновского излучения, установленный на роботизированной руке, который точечно обрабатывал участок опухоли³. Сейчас роботы умеют доставлять точные дозы облучения непосредственно к опухолям, минимизируя воздействие на другие части тела¹⁶.

Нанороботы и микророботы

Цель применения микро- или нанороботов — доставка лечебных веществ непосредственно к органам-мишеням16. Они проникают в организм внутривенно или перорально¹⁶. Нанороботы слишком малы, чтобы содержать элементы автономного управления, поэтому управляются дистанционно.

Ученые пытаются добиться, чтобы нанороботы могли проводить полноценные неинвазивные процедуры в труднодоступных отделах организма: например, растворять сгустки крови и вводить микродозы лекарств16. В перспективе рассматривается вопрос проникновения нанороботов через гематоэнцефалический барьер¹⁶.

Преимущества использования роботов в медицине

Практика использования робототехники в медицине показывает: роботы повышают эффективность и скорость процессов в ходе диагностических и лечебных мероприятий, содействуют ускорению реабилитации¹⁷. На современном уровне развития устройства с искусственным интеллектом в состоянии выполнять частичный уход за пациентами. Роботы успешно зарекомендовали себя в поддержании безопасной внутрибольничной среды.

Медицинские роботы берут на себя минимально инвазивные процедуры, могут регулярно наблюдать за пациентами с хроническими заболеваниями, являются действующими элементами реабилитационной терапии и содействуют повышению социальной активности пожилых людей¹⁷.

Делегировав роботам рутинные задачи, удается снизить нагрузку на врачей и медперсонал среднего звена17. Благодаря этому у лиц, ответственных за взаимодействие с пациентами, остается больше времени и сил, чтобы сосредоточиться на работе, ориентированной на больных.

Работа в период пандемии продемонстрировала высокую эффективность медицинских роботов в ситуациях нехватки медперсонала для выполнения рутинных задач в патогеноопасной среде¹⁷. В больницах использование роботов для перевозки расходных материалов и белья, для уборки и дезинфекции ограничивает контакт с патогенными микроорганизмами, содействуя борьбе с внутрибольничными инфекциями.

Может ли робот заменить специалиста?

Технологии должны помогать людям, поэтому и врачи, и медицинские роботы трудятся сообща. Их вычислительные мощности объединяются с человеческими навыками решения проблем и творческим подходом⁹.

Эффективность сотрудничества врачей и роботов доказана в ряде исследований, например в области использования искусственного интеллекта для выявления метастатического рака молочной железы. Когда результаты работы системы ИИ были объединены с выводами врача-патологоанатома, точность оценки локализации опухоли и классификации изображений значительно возросла. Коэффициент ошибок был снижен на 85%¹⁵.

Во время робот-ассистированной операции механизм не выполняет все действия самостоятельно ― врач сидит за консолью и ювелирно перемещает «руки»-манипуляторы. Так удаётся добиться наилучшего результата.

Кроме того, достижения в области робототехники не способны отменить личностный контакт, человеческий опыт и профессионализм практикующего врача. Всегда будут обязанности и ответственность, которые технологии не в состоянии разделить ― их гораздо быстрее, надежнее и дешевле будет поручить людям⁹.

История роботизации здравоохранения в России

Роботическая программа в России началась в 2007-м с установки 25 американских роботов-ассистентов daVinci. Они выполняют операции в кардиохирургии, урологии, гинекологии, эндокринологии, общей хирургии и других областях18. C 2007 года они провели около 25 000 операций в России¹⁹. За последние четыре года ― 4500 операций, и это только в Москве²⁰.

Плановые очертания процесс приобрел, когда правительство утвердило дорожную карту компании HealthNet ― один из планов по продвижению инноваций в медицине в рамках «Национальной технологической инициативы»²⁰. Она разделена на три этапа и действует до 2035 года. План работы построен с учётом ключевых трендов развития технологий в медицине. Он включает²¹:

• Применение методов виртуальной и дополненной реальности.

• Развитие технологии «Орган на чипе».

• 3D-печать органов и создание биофабрик (выращивание органов из собственных и животных клеток).

• Производство нанороботов для коррекции здоровья (в том числе для адресной доставки лекарств).

• Роботизация хирургических вмешательств ― планируется, что к концу второго этапа плана (2025 год) с помощью роботов будет выполняться большинство операций.

В рамках дорожной карты предусмотрена реализация пилотных проектов в приоритетных направлениях²⁰.

Другая первоочередная задача сегодня — формирование необходимых условий и инфраструктуры, в том числе нормативно-правовой регуляции, для внедрения новых технологий²⁰.

Эксперты отмечают, что с точки зрения продукта в сервисной робототехнике Россия на пять лет впереди остального мира, но с точки зрения сбыта пока отстаёт²². Однако в условиях санкционного давления, ограничивающего поставки разработок из других стран на российский рынок, перед отечественными компаниями открываются широкие перспективы для развития и расширения производства российских медицинских роботов²³. Ведь именно спрос является драйвером роста.

Перспективы этого направления в телемедицине

В понятие телемедицины входят не только текстовые сообщения, телефонные звонки, пересылка изображений, видеочаты врач — пациент, но и удаленный мониторинг. Именно в последнем случае находится применение возможностям искусственного интеллекта ― для более быстрой диагностики и оптимизации рутинных услуг².

Например, телемедицинский робот InTouch Vici дает возможность врачам дистанционно общаться с пациентом, проходящим лечение в условиях изоляции2. Помимо камеры, экрана и клавиатуры, обеспечивающих связь врачей с пациентом, робот снабжен медицинским оборудованием для измерения показателей жизнедеятельности и передачи данных в электронный архив. Усовершенствованные камеры, оснащенные ИИ, помогают обнаруживать лихорадку и другие сигналы организма.

Благодаря телемедицинским приложениям пациенты в отдаленных районах могут получить высококачественные неотложные консультации по широкому спектру проблем². Пациент заходит с планшета или персонального компьютера, а врачи могут использовать тот тип устройств, который наилучшим образом соответствует ситуации. Такая помощь незаменима в случаях, когда требуется срочная консультация, но медицинские работники не могут прибыть к пациенту вовремя.

Вместо вывода

Внедрение робототехники в медицину сопровождается радикальными изменениями и, как итог, ведет к повышению долгосрочной выживаемости пациентов. Разработки в сфере робототехники ведутся непрерывно, а на вопрос «Может ли робот выполнять медицинские операции?» ответ однозначный: «да», — хотя в серьёзных случаях без контроля человека обойтись все же невозможно. Тем не менее это означает, что скоро медицинская индустрия выйдет на совершенно иной уровень, который еще недавно считался фантастическим.

Список источников:

1. Роботизированная хирургия. [Электронный ресурс]: ru.wikipedia.org. URL:

2. https://ru.wikipedia.org/

3. Gyles C. Robots in medicine. Can Vet J. 2019 Aug;60(8):819-820. PMID: 31391598; PMCID: PMC6625162. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6625162/

4. The Types of Medical Robots in Use Today and in the Future [Электронный ресурс]: brainlab.com. URL: https://www.brainlab.com/journal/types-of-medical-robots-in-use-today-and-in-the-future/

5. What are the main types of robots used in healthcare? [Электронный ресурс]: medicaldevice-network.com URL: https://www.medicaldevice-network.com/comment/what-are-the-main-types-of-robots-used-in-healthcare/

6. Применение роботов в медицине и перспективные разработки на будущее [Электронный ресурс]: geekometr.ru. URL: https://geekometr.ru/statji/primenenie-robototekhniki-v-meditsine.html

7. O’Connor S. Exoskeletons in Nursing and Healthcare: A Bionic Future. Clin Nurs Res. 2021 Nov;30(8):1123-1126. doi: 10.1177/10547738211038365. Epub 2021 Aug 8. PMID: 34369180; PMCID: PMC8458665. URL: https://www. ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8458665/

8. Робот на все руки. Как современная робототехника помогает людям восстанавливаться после инсультов. [Электронный ресурс]: Хабр. URL: https://habr.com/ru/company/leader-id/blog/663854/

9. Middleton A, Ortiz-Catalan M. Neuromusculoskeletal Arm Prostheses: Personal and Social Implications of Living With an Intimately Integrated Bionic Arm. Front Neurorobot. 2020 Jul 24;14:39. doi: 10.3389/fnbot.2020.00039. PMID: 32792933; PMCID: PMC7393241. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7393241/

10. 5 reasons why Artificial Intelligence won’t replace physicians. [Электронный ресурс]: hunimed.eu. URL: https://www.hunimed.eu/news/5-motivi-per-cui-lintelligenza-artificiale-non-potra-sostituire-la-figura-del-medico/

11. Каких роботов производят в России для медицины, промышленности, грузоперевозок и образования. [Электронный ресурс]: vc.ru. URL: https://vc.ru/tech/80998-kakih-robotov-proizvodyat-v-rossii-dlya-mediciny-promyshlennosti-gruzoperevozok-i-obrazovaniya

12. Robots will soon be seen as ‘companions rather than tools’ in healthcare industry, analyst predicts. [Электронный ресурс]: medicaldevice-network.com. URL: https://www.medicaldevice-network.com/analysis/robots-will-soon-be-seen-as-companions-rather-than-tools-in-healthcare-industry-analyst-predicts/

13. Роботы-тренажеры для обучения врачей [Электронный ресурс]: robotrends.ru. URL: http://robotrends.ru/robopedia/roboty-trenazhery-dlya-obucheniya-vrachyay

14. Роботы в медицине: применение и возможности. [Электронный ресурс]: top3dshop.ru. URL: https://top3dshop.ru/blog/the-latest-medical-robots.html

15. Robotics in Healthcare: The Future of Robots in Medicine. [Электронный ресурс]: intel.com. URL: https://www.intel.com/content/www/us/en/healthcare-it/robotics-in-healthcare.html

16. Wang, D., Khosla, A., Gargeya, R., Irshad, H., & Beck, A.H. (2016). Deep Learning for Identifying Metastatic Breast Cancer. ArXiv, abs/1606.05718. URL: https://www.researchgate.net/publication/304163398_Deep_Learning_for_Identifying_Metastatic_Breast_Cancer

17. Nanorobots: Tiny Movements Towards Major Change. [Электронный ресурс]: emag.medicalexpo.com. URL: https://emag.medicalexpo.com/nanorobotics-in-neurology-tiny-movements-towards-major-change/

18. 1. Операция роботом да Винчи – принцип, процесс, виды, преимущества, риски – статьи о здоровье. [Электронный ресурс]: URL: htps://medsi.ru/articles/operatsiya-robotom-da-vinchi-printsip-protsess-vidy-preimushchestva-riski/

19. Испытания отечественного робота-хирурга находятся на завершающей стадии – академик РАН Дмитрий Пушкарь. [Электронный ресурс]: scientificrussia.ru. URL: https://scientificrussia.ru/articles/otecestvennyj-robot-hirurg-prohodit-ispytania-na-zivotnyh-akademik-ran-dmitrij-puskar

20. Москвичей стали чаще оперировать роботы — Мослента [Электронный ресурс]: moslenta.ru. URL: https://moslenta.ru/news/city/roboty-26-08-2022.htm

21. Дорожная карта HealthNet (Хелснет). [Электронный ресурс]: zdrav.expert.ru. URL: https://zdrav.expert/index.php/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F:%D0%9D%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D1%86%D0%B8%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%B0_(%D0%9D%D0%A2%D0%98)#. D0.94.D0.BE.D1.80.D0.BE.D0.B6.D0.BD.D0.B0.D1.8F_.D0.BA.D0.B0.D1.80.D1.82.D0.B0_HealthNet_.28.D0.A5.D0.B5.D0.BB.D1.81.D0.BD.D0.B5.D1.82.29

22. ПЛАН мероприятий («дорожная карта») «Хелснет» Национальной технологи [Электронный ресурс]: nti2035.ru URL: https://nti2035.ru/markets/docs/DK_healthnet.pdf

23. Каких роботов производят в России для медицины, промышленности, грузоперевозок и образования [Электронный ресурс]: vc.ru. URL: https://vc.ru/tech/80998-kakih-robotov-proizvodyat-v-rossii-dlya-mediciny-promyshlennosti-gruzoperevozok-i-obrazovaniya

24. Новые санкции против России: что они изменят. [Электронный ресурс]: news.ru. URL: https://news.ru/economics/novye-sankcii-protiv-rossii-chto-oni-izmenyat/?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop

Использование роботов в медицине

Распространённость искусственного интеллекта и роботов в медицине: в каких сферах уже внедрены современные технологии.

Роботы в медицине стали реальностью — в ряде зарубежных клиник искусственный интеллект уже проводит диагностические мероприятия, ухаживает за больными, ассистирует хирургам при операции и выполняет роль медицинской сестры.

О том, насколько далеко продвинулась роботизированная техника и насколько её применение безопасно — читайте в нашем блоге.

В каких направлениях используют роботов в медицине

Существует несколько направлений роботизированной медицины. В некоторых отраслях медтехники роботы могут заменить человека в ближайшем будущем, в других они выполняют роль ассистентов.

Дезинфицирующие роботы

Дезинфекторы под управлением искуственного интеллекта используются для обработки помещений от инфекций. Они оснащены ультрафиолетовыми лампами и распылителями для большей эффективности.

Роботы самостоятельно выстраивают оптимальный маршрут и проводят тщательную обработку помещения, добиваясь условий полной стерильности.

Медсёстры

Роботы помощники в медицине не выполняют функции младшего медицинского персонала, а берут на себя часть рутинных обязанностей. Они доставляют вещи пациента в палату, сдают анализы в лабораторию, заносят записи в цифровую медицинскую карту.

Кроме того, ИИ напоминает о подготовке комнаты к приму пациента, выстраивает оптимальное расписание работы.

Обучающие макеты

Роботизированные тренажёры активно применяются в обучении врачей. Они полностью или частично воспроизводят поведение пациентов, помогают отрепетировать технологию различных обследований и процедур.

Симуляторы позволяют значительно повысить эффективность обучения перед работой с реальными пациентами.

Хирурги

Роботизированная хирургия — одна из самых перспективных отраслей. Современная медтехника предлагает хирургам аппараты с управляемыми манипуляторами, в точности повторяющими форму и размер человеческих рук.

Роботы позволяют проводить малоинвазивные операции с высокой точностью, снизить нагрузку на хирурга, сократить время оперативного вмешательства.

Экзоскелеты

Применение роботов в медицине актуально и в сфере реабилитации. Они помогают парализованным пациентам и пациентам, потерявшим конечности. Экзоскелеты позволяют имитировать двигательную функцию, а в ряде случаев помогают восстановлению атрофированных мышц.

Управление ведётся при помощи сигналов и нервных импульсов. Кроме того, активно ведётся разработка экзоскелетов, которыми можно управлять при помощи мысли.

К этой же категории можно отнести и роботизированные протезы.

Диагностические роботы

Диагностические роботы находятся под управлением человека и позволяют провести высосокоточное обследование. Одна из разработок — капсула, которая глотается пациентом.

Внутри микроскопическая камера проводит все необходимые снимки, после чего выходит естественным путём. Благодаря этому удаётся избежать травматичной гастроскопии.

Лучевая терапия

Искусственный интеллект активно применяется при проведении лучевой терапии. К примеру, кушетки со встроенным рентгеном с высокой точностью определяют местоположение опухоли, после чего меняют положение пациента.

Таким образом удаётся точно воздействовать на место локализации новообразования, тем самым повысив эффективность лечения.

Плюсы и минусы роботизированной медицины

Использование роботов в медицине имеет ряд как преимуществ, так и недостатков.

Среди плюсов называют:

• Высокая точность роботизированного оборудования. К примеру, роботы-хирурги могут выполнять малоинвазивные операции под многократным увеличением.
• Снижение затрат на медперсонал. В будущем роботы могут выполнять роль ассистентов и младшего медицинского персонала, что значительно сокращает затраты клиники.
• Снижение нагрузки на медицинских работников. Даже с текущим уровнем развития технологий искусственный интеллект позволяет сократить время проведения операций и медицинских процедур, избавить медработников от рутинных утомляющих действий.
• Минимизация человеческого фактора.

Главные недостатки:

• Высокая цена оборудования. В текущих реалиях роботизированная медицина недоступна большинству клиник.
• Непредсказуемость искусственного интеллекта в сфере принятия решений. Роботы и их действия нуждаются в контроле со стороны человека. Их решения могут быть неприемлемыми с точки зрения медицинской этики.

Выгоды сотрудничества с компанией MEDGear

В MED Gear мы предлагаем поставку современного роботизированного медицинского оборудования в клиники Москвы. Мы сотрудничаем с ведущими российскими и зарубежными поставщиками, делая медтехнику доступнее.

Предлагаем оформить лизинг или рассрочку, часть оборудования можно взять в аренду. Сотрудничество с нами — это путь к доступной и недорогой медицине!

5 Медицинские роботы меняют мир к лучшему в здравоохранении

Хирургическая система да Винчи в Лечебном центре Адденбрука во время Кембриджского фестиваля науки 2015 года.

Вы бы доверили свою жизнь хирургу-роботу? Как насчет вашего психического здоровья? В то время как некоторым может не нравиться идея робота, выполняющего их операцию или утешающего их во время стресса, это становится все более распространенным явлением в мире здравоохранения, где интерес к медицинским роботам (и финансирование) в области биомедицинской инженерии невелик. рост.

У инженеров есть веские причины разрабатывать медицинских роботов для использования в здравоохранении. В отличие от людей, роботы неутомимы, и их «руки» никогда не трясутся. Они могут выполнять точные движения даже за пределами диапазона движений человека и находиться рядом с пациентами столько времени, сколько необходимо. Кроме того, они могут автоматизировать низкоуровневые или повторяющиеся задачи и оставить работу высокого уровня людям.

Вот пять роботов, которые в настоящее время внедряются в больницах и лечебных центрах для улучшения качества ухода и результатов лечения пациентов.

1.

da Vinci®

Хирургический робот

Это немыслимо, но факт: более 250 000 человек ежегодно умирают в США от врачебных ошибок, некоторые из которых скорее всего предотвратимо. ¹ Хотя это широкая категория, охватывающая целый ряд различных проблем, несомненно, чем больше у хирургов контроля над своими операциями, тем лучше. Хирургическая система da Vinci , многорукий чудо-робот, используется для уменьшения хирургических ошибок и уменьшения инвазивности операций для тысяч пациентов.

Хирургическая система da Vinci дает хирургам более точный контроль над рядом процедур. Система da Vinci с увеличенным трехмерным изображением высокой четкости и элементами управления, которые крепятся к запястьям и рукам хирурга, делает крошечные точные надрезы, которые человеческие руки не смогли бы сделать иначе. Это обеспечивает улучшенный контроль для хирургов и, поскольку операция менее инвазивна, чем традиционная хирургия, более быстрое время заживления для пациентов. ²

2. Робот Xenex для уничтожения микробов

Наряду с минимизацией медицинских и хирургических ошибок, внутрибольничные инфекции (ВБИ) являются еще одной широко распространенной проблемой в здравоохранении, которую можно решить с помощью роботов. CDC сообщил, что в 2011 году в больницах неотложной помощи США было 722 000 ИСМП. ³ ИСМП часто возникают из-за того, что больницы не всегда могут убирать палаты со 100-процентной стерильностью между пациентами, будь то из-за нехватки времени или простой невидимости микробов. Какой бы ни была причина, пациенты с ослабленным иммунитетом более восприимчивы к бактериальной инфекции.

Для борьбы с этой элементарной проблемой Xenex, автоматизированный портативный робот, используется для дезинфекции целых больничных палат за считанные минуты с помощью импульсных ультрафиолетовых лучей полного спектра, убивающих ряд инфекционных бактерий. Он предназначен для уменьшения ИСМП, таких как устойчивый к метициллину золотистый стафилококк (MRSA), путем уничтожения вызывающих их микроорганизмов, которые могут быть особенно устойчивыми к лечению. Кроме того, робот довольно симпатичный — он выглядит как R2-D2, созданный для спасения жизней.

3. Терапевтический робот PARO

В отличие от первых двух роботов, этот предназначен не для спасения жизней как таковых, а для улучшения качества жизни во время восстановления после операции или лечения депрессии или другого психического заболевания. Терапевтический робот PARO — это интерактивное устройство, похожее на детеныша морского тюленя, предназначенное для обеспечения преимуществ анималотерапии, не полагаясь на живых животных. Анималотерапия — распространенный инструмент для снятия стресса у пациентов, но не всегда есть обученные животные, способные удовлетворить текущую потребность. Дружелюбный, похожий на животных PARO отвечает всем требованиям.

PARO широко используется у пожилых пациентов с деменцией, и было доказано, что он снижает стресс и обеспечивает комфорт тревожным пациентам. ⁴ Пушистый PARO может отзываться на свое имя, ему нравится, когда его гладят, и со временем у него развивается индивидуальная, приятная личность, учитывающая его память о предыдущих взаимодействиях. ПАРО тоже дремлет, моргает, шевелит ластами и издает забавные звуки, особенно для своего хозяина. Бонус: он заряжается, «присасываясь» к зарядному устройству в форме пустышки.

4. Кибер-нож

Кибер-нож — это роботизированная хирургическая система, которая проводит лучевую терапию к опухолям с субмиллиметровой точностью. ⁵ Изобретенная в 1990-х годах система CyberKnife в настоящее время используется для лечения рака в больницах и лечебных центрах по всей территории США. Это не нож как таковой, а система, представляющая собой источник излучения, установленный на роботе, который позволяет направлять направленный луч лучевой терапии, которая маневрирует и быстро адаптируется. Он может доставлять излучение к опухоли (злокачественной или доброкачественной), изменяя свое положение под множеством мельчайших углов, чтобы воздействовать на опухоль со всех сторон без необходимости изменять положение пациента.

CyberKnife позволяет лечить опухоли в областях тела, которые когда-то были сложными для хирургического вмешательства, включая предстательную железу, голову, шею и печень. Эта «хирургия» на самом деле неинвазивная и сводит к минимуму облучение здоровых органов и тканей. Более того, было показано, что CyberKnife чрезвычайно эффективен в долгосрочной перспективе при раке предстательной железы, хотя долгосрочный контроль над другими видами рака не изучался. ⁶

5. БУКСИР

Возможно, вы никогда об этом не задумывались, но транспортировка припасов, еды и других материалов по больнице тормозит эффективность. Согласно одной оценке, типичная больница на 200 коек перемещает еду, постельное белье, лабораторные образцы, отходы и другие предметы на расстояние, эквивалентное 53 милям в день. ⁷ TUG, автономный мобильный робот, разработанный Aethon Inc. для доставки предметов снабжения туда, где они необходимы, освобождая сотрудников от тяжелых физических нагрузок и позволяя им сосредоточиться на уходе за пациентами.

Когда в 2015 году Медицинский центр Калифорнийского университета в Сан-Франциско в Мишн-Бэй открылся, он запустил 25 роботов TUG для улучшения своих транспортных операций. ⁸ Они запрограммированы с планом этажа больницы, а также оснащены различными датчиками, чтобы гарантировать, что они ничего не наткнутся на пути в лабораторию. Они также любезно просят людей стоять в стороне, когда они входят в перегруженные коридоры.

Интересующая программа*

Выберите программуМагистр технических наукМагистр наук (MS) в области биомедицинской инженерииМагистр наук (MS) в области машиностроенияМагистр наук (MS) в области систем и систем управления

Электронная почта*

Номер телефона*

Нажимая «Получить брошюру о программе», я соглашаюсь предоставить контактную информацию, указанную выше, для получения сообщений об образовательных программах и возможностях.

Что дальше?

Целый мир инноваций возможен по мере того, как роботы становятся все более изощренными и чувствительными, а также все активнее проникают в медицинское обслуживание. ИСМП, врачебные ошибки, рак и психические заболевания долгое время считались неразрешимыми проблемами в здравоохранении, но биомедицинская инженерия помогает находить новые пути вперед.

Технологии ухода за пациентами — это только часть головоломки. Узнайте больше о том, как один профессор из Case Western Reserve разрабатывает новые способы общения с нервной системой человека.

Источники

1. Получено 28 сентября 2017 г. с сайта npr.org/sections/health-shots/2016/05/03/476636183/death-certificates-undercount-toll-of-medical-errors 90 088
2. Получено 28 сентября 2017 г., с сайта davincisurgery.com/
3. Получено 28 сентября 2017 г. с сайта cdc.gov/hai/surveillance/9.0088
4. Получено 28 сентября 2017 г. с сайта parorobots.com/
5. Получено 4 октября 2017 г. с сайта cyberknife.com/technology/precision
6. Получено 4 октября 2017 г. с сайта market.businessinsider.com/news/stocks /10-year-Data-Shows-CyberKnife-System-Provides-Excellent-Long-term-Control-of-Low-Risk-Prostate-Cancer-1002567582
7. Получено 4 октября 2017 г. с сайта aethon.com/tug/ tughealthcare/
8. Получено 4 октября 2017 г. с сайта cnet.com/news/robots-give-a-helping-hand-in-san-franciscos-newest-hospital/

6 способов, которыми роботы станут помощниками врачей завтрашнего дня

Робототехника — это экспоненциально растущая отрасль, и, как мы знаем, автоматизация становится нашими повседневными помощниками. Особенно это актуально в медицинской сфере. Согласно исследованию, проведенному компанией Tractica, рынок медицинских роботов, который включает хирургических роботов, роботов для больниц и реабилитационных роботов, вырастет с 1,7 млрд долларов в 2016 году до 2,8 млрд долларов к 2021 году при совокупном годовом темпе роста (CAGR) 90,7%. Tractica прогнозирует, что поставки медицинских роботов увеличатся примерно с 3400 единиц в год в 2016 году до более чем 10 500 единиц в год к 2021 году. Вот шесть способов, которыми роботы в настоящее время меняют сферу медицины: Wellpoint System — это роботизированный киоск для самотестирования, предназначенный для помощи больницам в приеме пациентов. Пациент сидит у киоска и проводит пациента через протокол самотестирования. Киоск может считывать артериальное давление, вес с помощью встроенного датчика сиденья, пульсоксиметрию, измерение роста, анализ крови, анализ мочи, анализ риска сердечно-сосудистых заболеваний и глюкометр Accu-Check. Основные показатели загружаются в систему медицинской документации больницы в четыре раза быстрее, чем вручную. Это дает медицинскому персоналу больше времени для удовлетворения потребностей пациента.

Хирургическая система Да Винчи

Хирургическая система Да Винчи помогает хирургам с 2000 года. Она используется при различных операциях, включая кардиохирургические, торакальные, урологические, гистерэктомии, простатэктомии и гинекологические операции. Консоль управляет четырьмя роботизированными руками. Хирург может сесть за пульт управления и наблюдать за ходом операции с помощью встроенной системы камер. Камера обеспечивает трехмерное изображение высокой четкости внутри тела пациента. Шарнирная конструкция запястья каждого из манипуляторов робота обеспечивает большую гибкость и досягаемость, позволяя делать меньшие разрезы и выполнять более точные движения. В период с 2007 по 2009 г., использование хирургических систем Da Vinci увеличилось на 75%.

Corindus Vascular Robots

Corindus Vascular Robotics — это еще один вспомогательный робот-инструмент, используемый для кардиохирургических операций. CorPath GRX — это роботизированная система, используемая в процедурах чрескожного коронарного вмешательства (ЧКВ), таких как коронарное стентирование и баллонирование. Ручное ЧКВ было введено более 40 лет назад и имело ряд осложнений, включая навигацию методом проб и ошибок, дефляцию стентов при развертывании, смещение положения стентов и оценку размещения стента глазным яблоком. Процедуры ЧКВ с роботизированным управлением могут обеспечить точное точечное и короткое размещение, точное позиционирование с точностью до 1 мм, а стенты удерживаются на месте при надувании, чтобы не потерять положение. Основное преимущество заключается в том, что это позволяет оператору стоять вне поля излучения и может уменьшить количество стентов, используемых во время процедуры.

Неограниченное протезирование завтрашнего дня

Усовершенствованные протезы необходимы людям, восстанавливающимся после потери конечностей и ограниченной подвижности. Роботизированные протезы не только заменяют утраченные конечности, возвращая пациенту их функциональность, но и психологически помогают пациенту чувствовать себя полноценно. Основная проблема этих протезов – высокая стоимость, которая может не покрываться страховкой. Вот тут-то и появляется Unlimited Tomorrow. Истон Лашапель основал Unlimited Tomorrow в 2014 году, когда ему было 18 лет, чтобы помогать людям в их повседневной жизни с помощью реалистичных роботов-манипуляторов, напечатанных на 3D-принтере. ЛаШапель работает с робототехникой с 14 лет, начиная с роботизированной руки, вдохновленной LEGO, до разработки протезов, управляемых разумом, и работы над роботом НАСА «Робонавт». Недавно ЛаШапель использовал недорогие 3D-сканеры для цифрового картирования остаточной конечности молодой девушки и противоположной полной руки, чтобы создать реалистичную роботизированную замену конечности. Роботизированная рука Момо весит всего 1 фунт, имеет индивидуальное движение пальцев, обратную связь с отслеживанием силы через тактильные датчики, срок службы батареи от 3 до 4 дней и управляется мышцами. Миссия Unlimited Tomorrow «состоит в том, чтобы предоставить людям с ампутированными конечностями интуитивно понятную масштабируемую модель для создания пользовательских устройств от начала до конца. Мы используем новейшие технологии, такие как 3D-сканирование, 3D-печать и машинное обучение, чтобы создавать протезы следующего поколения по минимально возможной цене». Проект www.TheRoboArm.com имеет открытый исходный код и доступен для всех.

Дезинфицирующие роботы Xenex

Внутрибольничные инфекции (ВБИ) представляют собой одну из самых серьезных угроз для текущих пациентов. От ИСМП умирает столько же людей, сколько от СПИДа, рака молочной железы и автокатастроф вместе взятых. По данным CDC, 1 из каждых 25 пациентов заболевает ИСМП, а 1 из каждых 9 пациентов умирает от ИСМП. HAI обходятся отрасли здравоохранения примерно в 30 миллиардов долларов в год. Робот Xenex LightStrike Germ Zapping Robot — единственная импульсная система обеззараживания ультрафиолетовым светом на рынке роботов. Ксеноновые импульсные лампы производят ультрафиолетовый свет высокой интенсивности, который проходит через клеточные стенки бактерий, вирусов и бактериальных спор. ДНК, РНК и белки внутри микроорганизмов повреждаются при поглощении УФ-излучения. Повреждение вызывается тремя способами: фотогидратация (втягивание молекул воды в ДНК, что препятствует транскрипции), фоторасщепление (нарушение основы ДНК) и фотодимеризация (неправильное слияние оснований ДНК). Робот оснащен Wi-Fi и сотовой связью, что позволяет в режиме реального времени получать отчеты о том, какие комнаты чистые, а также имеет датчики мгновенного мониторинга и диагностики. Робот работает независимо и обнаруживает людей, входящих в помещение, с помощью тройного датчика движения и останавливает процесс дезинфекции для безопасности оператора.

Роботы-компаньоны

Роботы-помощники-гуманоиды вскоре предложат пациентам помощь в уходе на дому и помощь в реабилитации. По данным Американской психологической ассоциации, одним из ключевых факторов, вызывающих депрессию, является одиночество. Депрессия затрагивает 300 миллионов человек во всем мире, и одним из новейших решений является объединение пациентов с роботами. Профессор Университета Южной Калифорнии Майя Матарич с 2014 года объединяет роботов с пациентами и добилась невероятных результатов. Ее роботы помогали детям с аутизмом копировать движения социально-вспомогательных роботов, а в 2015 году роботы помогали жертвам инсульта с упражнениями для верхних конечностей. Пациенты лучше реагировали на упражнения, когда их продвигал и мотивировал робот. Трио роботов, показанное выше — слева направо, NAO, Romeo и Pepper из Softbank Robotics — являются яркими примерами того, что должно произойти в мире вспомогательных роботов.