닥터 로봇 - 의료 로봇 공학의 시작

내용

그들은 우주에서 일해야 했습니다.
폴란드 로봇도 있습니다
- 수술 뿐만 아니라

스타워즈(1)에서 본 루크 스카이워커의 팔을 조종하는 전문 로봇일 필요는 없습니다. 유럽 연합이 자금을 지원하는 ALIZ-E 프로젝트에서와 같이 차가 회사를 유지하고 병원에서 아픈 아이들을 즐겁게 하는 것으로 충분합니다(2).

이 프로젝트의 일환으로 XNUMX 나오 로봇당뇨병이 있는 어린이와 함께 입원한 환자. 그들은 말과 얼굴 인식 기술뿐만 아니라 당뇨병, 그 경과, 증상 및 치료 방법에 대한 정보와 관련된 다양한 교훈적 작업을 갖춘 순수한 사회적 기능을 위해 프로그래밍되었습니다.

고통받는 동료들과 공감하는 것은 좋은 생각이지만, 로봇이 본격적인 의료 업무를 수행하고 있다는 보고가 곳곳에서 들려오고 있다. 그 중 예를 들어 캘리포니아 신생 기업이 만든 Veebot이 있습니다. 그의 임무는 분석을 위해 혈액을 채취하는 것입니다(3).

이 장치에는 적외선 "비전" 시스템이 장착되어 있으며 카메라를 해당 정맥으로 조준합니다. 일단 찾으면 초음파로 더 검사하여 바늘 구멍에 맞는지 확인합니다. 모든 것이 정상이면 바늘을 찌르고 혈액을 채취합니다.

전체 절차는 약 83분 정도 걸립니다. Veebot의 혈관 선택 정확도는 90%입니다. 작은? 이것을 손으로 하는 간호사도 비슷한 결과를 보입니다. 또한 비봇은 임상시험 시점까지 XNUMX%를 넘어설 것으로 예상된다.

1. 스타워즈의 로봇 닥터

2. 병원에서 어린이를 동반하는 로봇

그들은 우주에서 일해야 했습니다.

건물 아이디어 수술 로봇 등. 80년대와 90년대에 미국 나사는 우주선과 우주 탐사 프로그램에 참여하는 궤도 기지의 장비로 사용될 지능형 수술실을 건설했습니다.

3. Veebot - 혈액 수집 및 분석용 로봇

프로그램이 종료되었지만 Intuitive Surgical의 연구원들은 민간 기업이 자금을 지원하면서 로봇 수술에 대한 연구를 계속했습니다. 그 결과 90년대 후반 캘리포니아에서 처음 소개된 다빈치가 탄생했습니다.

하지만 먼저 세계 최초로 수술 로봇 1994년 미국 식품의약국(FDA)이 승인 및 승인한 것은 AESOP 로봇 시스템이었습니다.

그의 직업은 최소 침습 수술 중에 카메라를 잡고 고정시키는 것이었습니다. 다음은 복강경 수술에 사용되는 팔이 4개이고 조종 가능한 로봇인 ZEUS(XNUMX)로, 나중에 나올 다빈치 로봇과 매우 유사합니다.

2001년 68월 뉴욕에 있는 동안 Jacques Maresco는 ZEUS 로봇 수술 시스템을 사용하여 Strasbourg 클리닉에서 XNUMX세 환자의 담낭을 제거했습니다.

아마도 다른 모든 사람들과 마찬가지로 ZEUS의 가장 중요한 이점 수술 로봇, 세계에서 가장 경험이 많고 최고의 외과의사들도 겪는 손떨림 현상을 완전히 없앴습니다.

4. ZEUS 로봇 및 제어 스테이션

로봇은 사람의 악수에서 흔히 볼 수 있는 약 6Hz의 주파수에서 진동을 제거하는 적절한 필터를 사용하여 정확합니다. 앞서 언급한 da Vinci(5)는 1998년 초 프랑스 팀이 세계 최초의 단일 관상동맥 우회 수술을 수행하면서 유명해졌습니다.

몇 개월 후 승모판 수술이 성공적으로 수행되었습니다. 심장 내부 수술. 당시 의학계에서는 1997년 패스파인더 탐사선이 화성 표면에 착륙한 것과 같은 사건이었다.

기구로 끝나는 다빈치의 네 팔은 피부의 작은 절개를 통해 환자의 몸에 들어갑니다. 이 장치는 테크니컬 비전 시스템이 장착된 콘솔에 앉아 있는 외과 의사가 제어합니다. 덕분에 수술 부위를 HD 해상도, 자연 색상 및 10배 배율로 XNUMX차원으로 볼 수 있습니다.

이 고급 기술을 사용하면 특히 암세포의 영향을 받는 병든 조직을 완전히 제거할 수 있을 뿐만 아니라 골반이나 두개골 기저부와 같이 접근하기 어려운 곳을 검사할 수 있습니다.

다른 의사들은 수천 마일 떨어진 곳에서도 다빈치의 수술을 관찰할 수 있습니다. 이를 통해 가장 평판이 좋은 전문의의 지식을 사용하여 수술실에 데려가지 않고도 복잡한 수술 절차를 수행할 수 있습니다.

의료용 로봇의 유형 수술용 로봇 - 가장 중요한 기능은 정확도를 높이고 관련 오류 위험을 줄이는 것입니다. 재활 사업 - 영구 또는 일시적 기능 장애가 있는 사람들(회복 기간 중), 장애인 및 노인의 삶을 촉진하고 지원합니다.

가장 큰 그룹은 진단 및 재활(대개 치료사의 감독 하에, 주로 원격 재활에서 환자가 독립적으로), 침대에서 자세 및 운동 변경(로봇 침대), 이동성 향상(장애인 및 외골격), 간호(로봇), 학습 및 작업 지원(로봇화된 작업장 또는 로봇 방), 특정 인지 장애에 대한 치료(어린이 및 노인을 위한 치료 로봇).

Biorobots는 인지 목적으로 사용하는 인간과 동물을 모방하도록 설계된 로봇 그룹입니다. 예를 들어 미래의 의사가 수술 훈련에 사용하는 일본 교육 로봇이 있습니다. 수술 중 보조자를 대체하는 로봇 - 주요 응용 분야는 수술 부위에 대한 좋은 "보기"를 제공하는 로봇 카메라의 위치를 제어하는 외과 의사의 능력에 관한 것입니다.

폴란드 로봇도 있습니다

이야기 의료 로봇 폴란드에서는 RobinHeart 로봇 제품군의 프로토타입을 개발하던 Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation의 과학자들이 2000년에 시작했습니다(6). 다양한 작업에 적합한 장비를 선택할 수 있는 세분화된 구조를 가지고 있습니다.

다음 모델이 생성되었습니다. RobinHeart 0, RobinHeart 1 - 독립적인 기반이 있고 산업용 컴퓨터에 의해 제어됩니다. RobinHeart 2 - 수술 기구를 설치할 수 있는 브래킷 2개 또는 내시경 카메라가 있는 관찰 경로가 있는 수술대에 부착됩니다. RobinHeart mcXNUMX 및 RobinHeart Vision은 내시경을 제어하는 데 사용됩니다.

개시자, 조정자, 가정, 운영 계획 및 많은 메카트로닉 프로젝트 솔루션의 작성자. 폴란드 수술 로봇 로빈하트는 의사였다. 즈비그뉴 나왓. 고(故) 교수와 함께 Zbigniew Religa는 Zabrze의 전문가들이 학술 센터 및 연구 기관과 협의하여 수행한 모든 작업의 대부였습니다.

RobinHeart에서 작업한 디자이너, 전자 제품, IT 및 역학 그룹은 의료 팀과 지속적으로 협의하여 어떤 수정 사항이 필요한지 결정했습니다.

“2009년 XNUMX월 카토비체에 있는 실레지아 의과대학 실험의학센터에서 로봇은 동물을 치료할 때 할당된 모든 작업을 쉽게 수행했습니다. 현재 인증서가 발급되고 있습니다.

6. 폴란드 의료 로봇 RobinHeart

후원자를 찾으면 시리즈 제작에 들어갈 것입니다.”라고 Zabrze의 심장 외과 개발 재단의 Zbigniew Nawrat이 말했습니다. 폴란드 디자인은 미국 다빈치와 공통점이 많습니다. HD 품질의 3D 이미지를 만들고 손 떨림을 제거하며 기구가 환자를 망원경으로 관통할 수 있습니다.

RobinHeart는 da Vinci와 같은 특수 조이스틱이 아니라 버튼으로 제어됩니다. 한손 광택제 로봇 외과 의사 예를 들어 수동으로 사용하기 위해 언제든지 제거할 수 있는 최대 두 개의 도구를 휘두를 수 있습니다.

불행히도 폴란드 최초의 수술 로봇의 미래는 여전히 불확실합니다. 지금까지 살아있는 환자에게 아직 수술을 하지 않은 mc2는 단 하나뿐입니다. 원인? 투자자가 충분하지 않습니다.

Navrat 박사는 수년 동안 로봇을 찾고 있었지만 폴란드 병원에 RobinHeart 로봇을 도입하려면 약 40천만 zł이 필요합니다. 작년 XNUMX월에는 광범위한 임상 적용을 위한 경량 휴대용 비디오 추적 로봇 프로토타입인 RobinHeart PortVisionAble이 발표되었습니다.

그 건설은 국립 연구 개발 센터(National Center for Research and Development), 심장 외과 개발 기금 및 많은 후원자의 자금 지원을 받았습니다. 올해에는 세 가지 모델의 장치를 출시할 예정입니다. 윤리위원회가 임상 실험에 사용하기로 동의하면 병원에서 검사를 받게 됩니다.

수술 뿐만 아니라

처음에는 병원에서 아이들과 함께 일하고 혈액을 채취하는 로봇에 대해 언급했습니다. 의학은 이러한 기계에 대해 더 많은 "사회적" 용도를 찾을 수 있습니다.

예는 언어 치료 로봇 University of Southern California에서 만든 Bandit은 자폐아동 치료를 지원하도록 설계되었습니다. 병자와의 접촉을 용이하게 하도록 설계된 장난감처럼 보입니다.

7. 간호사로 분장한 로봇 클라라

"눈"에는 두 개의 카메라가 있으며 설치된 적외선 센서 덕분에 두 바퀴로 움직이는 로봇은 어린이의 위치를 결정하고 적절한 조치를 취할 수 있습니다.

기본적으로 그는 작은 환자에게 먼저 다가가려 하지만 그가 도망가자 멈추고 다가가라는 제스처를 취한다.

일반적으로 아이들은 "얼굴 표정"으로 감정을 표현하는 능력 때문에 로봇에게 다가가 유대감을 형성합니다.

이를 통해 아이들은 게임에 참여할 수 있으며 로봇의 존재는 대화와 같은 사회적 상호 작용을 촉진합니다. 로봇의 카메라는 또한 아동의 행동을 기록할 수 있어 의사가 제공하는 치료를 지원합니다.

재활 작업 정확성과 반복성을 제공하여 치료사의 개입이 적은 환자에게 운동을 수행할 수 있으므로 비용을 절감하고 치료를 받는 사람의 수를 늘릴 수 있습니다(지지되는 외골격은 가장 발전된 형태의 재활 로봇 중 하나로 간주됨).

또한 사람이 얻을 수 없는 정확도로 인해 효율성이 높아져 재활 시간을 단축할 수 있습니다. 용법 재활 로봇 그러나 안전을 보장하기 위해 치료사의 감독이 필요합니다. 환자들은 종종 운동 중에 너무 많은 통증을 느끼지 못하는데, 예를 들어 더 많은 양의 운동이 더 빠른 결과를 가져온다고 잘못 생각합니다.

과도한 통증 감각은 너무 가벼운 운동과 마찬가지로 전통적인 치료 제공자가 빠르게 알아차릴 수 있습니다. 또한 예를 들어 제어 알고리즘이 실패하는 경우 로봇을 사용한 재활의 긴급 중단 가능성을 제공해야 합니다.

USC Interaction Lab에서 만든 로봇 클라라(7). 로봇 간호사. 미리 정해진 경로를 따라 이동하여 장애물을 감지합니다. 환자는 침대 옆에 배치된 스캔 코드로 인식됩니다. 로봇은 재활 운동을 위해 미리 녹음된 지침을 표시합니다.

환자와의 진단 목적을 위한 의사 소통은 "예" 또는 "아니오"의 대답을 통해 이루어집니다. 이 로봇은 며칠 동안 시간당 최대 10회 폐활량 측정 운동을 수행해야 하는 심장 수술 후 사람들을 위해 만들어졌습니다. 폴란드에서도 만들어졌습니다. 재활 로봇.

그것은 Gliwice에 있는 Silesian University of Technology의 제어 및 로봇 학과 직원인 Michal Mikulski에 의해 개발되었습니다. 프로토타입은 환자의 손에 착용하는 장치인 외골격으로 근육 기능을 분석하고 개선할 수 있습니다. 그러나 그것은 한 명의 환자에게만 서비스를 제공할 수 있고 매우 비쌀 것입니다.

과학자들은 신체의 모든 부분의 재활에 도움이 될 수 있는 더 저렴한 고정 로봇을 만들기로 결정했습니다. 그러나 로봇에 대한 모든 열정과 함께 의학의 로봇 그것은 장미뿐만 아니라 흩어져 있습니다. 예를 들어 수술에서 이것은 상당한 비용과 관련이 있습니다.

폴란드에 위치한 다빈치 시스템을 사용하는 절차는 약 15-30원입니다. PLN, 그리고 9번의 절차 후에 새로운 도구 세트를 구입해야 합니다. NHF는 약 PLN XNUMX백만의 금액으로 이 장비에 대해 수행된 작업 비용을 상환하지 않습니다.

또한 시술시간이 길어져 마취상태를 오래 유지해야 하고 인공순환장치(심장수술의 경우)를 연결해야 하는 단점도 있다.