Doctor Robot - 医療用ロボット工学の始まり
スター・ウォーズ (1) で見たルーク・スカイウォーカーの腕を制御する専門のロボットである必要はありません。 欧州連合が資金を提供するALIZ-Eプロジェクトのように、車が病院で病気の子供たちと付き添い、おそらく楽しませるには十分です（2）。
このプロジェクトの一環として、 ナオロボット糖尿病の子供を連れて入院した者です。 彼らは純粋に社会的機能のためにプログラムされており、スピーチと顔認識スキル、および糖尿病、その経過、症状、治療方法に関する情報に関連するさまざまな教訓的なタスクを備えています。
患者の仲間として共感することは素晴らしいアイデアですが、ロボットが実際の医療業務を本格的に行っているという報告が至る所から寄せられています。 その中には、たとえば、カリフォルニアのスタートアップによって作成された Veebot があります。 彼の仕事は、分析のために血液を採取することです（3）。
デバイスには赤外線「ビジョン」システムが装備されており、対応する静脈にカメラを向けます。 見つけたら、さらに超音波で調べて、針の穴に収まるかどうかを確認します。 すべてが整っていれば、彼は針を突き刺して採血します。
全体の手順には約 83 分かかります。 Veebot の血管選択精度は 90% です。 少し？ これを手で行う看護師は、同様の結果をもたらします。 さらに、Veebot は臨床試験までに XNUMX% を超えると予想されています。
1.スターウォーズのロボットドクター
2. 入院中の子供に付き添うロボット
彼らは宇宙で働かなければなりませんでした。
建物のアイデア 手術用ロボット 等80 年代と 90 年代に、米国 NASA は、宇宙探査プログラムに参加する宇宙船や軌道基地の機器として使用されるインテリジェントな手術室を建設しました。
3. Veebot - 血液を採取して分析するロボット
プログラムは終了しましたが、Intuitive Surgical の研究者はロボット手術の研究を続け、民間企業がその取り組みに資金を提供しました。 その結果が、90 年代後半にカリフォルニアで初めて導入されたダ ヴィンチです。
でもまずは世界初 手術用ロボット 米国食品医薬品局によって 1994 年に承認され、使用が承認されたのは、AESOP ロボット システムでした。
彼の仕事は、低侵襲手術中にカメラを保持して安定させることでした。 次に登場したのは、腹腔鏡手術で使用される 4 本腕の操縦可能なロボット ZEUS (XNUMX) で、後に登場するダ ヴィンチ ロボットに非常によく似ています。
2001 年 68 月、ニューヨークにいる間、Jacques Maresco は、ZEUS ロボット手術システムを使用して、ストラスブールのクリニックで XNUMX 歳の患者の胆嚢を摘出しました。
おそらく他の皆と同じように、ZEUS の最も重要な利点です。 手術用ロボット、世界で最も経験豊富で最高の外科医でさえ苦しんでいる手の震えの影響を完全に排除しました。
4. ZEUSロボットとコントロールステーション
ロボットは、人間の握手で典型的な約 6 Hz の周波数の振動を除去する適切なフィルターを使用することで正確です。 前述のダ・ヴィンチ (5) は、1998 年初めにフランスのチームが世界初の単一冠動脈バイパス手術を行ったときに有名になりました。
数ヶ月後、僧帽弁手術が成功しました。 心臓の中の手術。 当時の医学にとって、これは 1997 年のパスファインダー探査機の火星着陸に匹敵する出来事でした。
器具で終わるダ・ヴィンチの 10 本の腕は、皮膚の小さな切開部から患者の体に入ります。 この装置は、テクニカル ビジョン システムを備えたコンソールに座っている外科医によって制御されます。これにより、手術部位を XNUMX 次元、HD 解像度、自然な色、XNUMX 倍の倍率で見ることができます。
この高度な技術により、病変組織、特に癌細胞の影響を受けた組織を完全に除去できるだけでなく、骨盤や頭蓋底などの届きにくい場所を検査することもできます。
他の医師は、数千マイル離れた場所でもダ・ヴィンチの手術を観察できます。 これにより、手術室に持ち込むことなく、最も評判の良い専門家の知識を使用して複雑な外科的処置を行うことができます。
医療ロボットの種類 手術ロボット - その最も重要な特徴は、精度の向上とそれに伴うエラーのリスクの軽減です。 リハビリテーション事業 - 永続的または一時的な機能障害 (回復期) を持つ人々、障害者、高齢者の生活を促進し、サポートします。
最大のグループは、診断とリハビリテーション（通常、セラピストの監督下で、主に遠隔リハビリテーションで患者が独立して行う）、ベッドでの位置の変更と運動（ロボットベッド）、モビリティの改善（障害者用のロボット車椅子と外骨格) 、看護 (ロボット)、学習および作業支援 (ロボット化された職場またはロボットルーム)、および特定の認知障害の治療 (子供および高齢者向けの治療用ロボット)。
バイオロボットは、認知目的で使用する人間や動物を模倣するように設計されたロボットのグループです。 その一例が、将来の医師が手術の訓練に使用する日本の教育用ロボットです。 手術中にアシスタントを置き換えるロボット - その主な用途は、手術部位の良好な「ビュー」を提供するロボットカメラの位置を外科医が制御する能力に関係しています。
ポーランドのロボットもあります
ストーリー 医療用ロボット ポーランドでは、RobinHeart ファミリーのロボットのプロトタイプを開発していた Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation の科学者によって 2000 年に開始されました (6)。 それらは、さまざまな操作に適した機器を選択できるようにセグメント化された構造を持っています。
次のモデルが作成されました: RobinHeart 0、RobinHeart 1 - 独立したベースを備え、産業用コンピューターによって制御されます。 RobinHeart 2 - 手術台に取り付けられ、手術器具や内視鏡カメラの観察経路を設置できる 2 つのブラケットが付いています。 内視鏡の制御にはRobinHeart mcXNUMXとRobinHeart Visionを使用します。
イニシエーター、コーディネーター、仮定の作成者、運用計画、および多くのメカトロニクス プロジェクト ソリューション。 ポーランドの手術用ロボット ロビンハートは医者でした。 ズビグニエフ・ナウラット。 故Profと一緒に。 Zbigniew Religa は、ザブジェの専門家が学術センターや研究機関と協議して行ったすべての作業のゴッドファーザーでした。
RobinHeart に取り組んだ設計者、電子機器、IT、メカニックのグループは、医療チームと常に相談して、どのような修正が必要かを判断していました。
「2009 年 XNUMX 月、カトヴィツェにあるシレジア医科大学の実験医学センターで動物を治療していたとき、ロボットは割り当てられたすべてのタスクを簡単に実行しました。 現在、証明書が発行されています。
6. ポーランドの医療用ロボット RobinHeart
スポンサーが見つかり次第、シリーズ生産に入る予定です」と、ザブジェの心臓外科開発財団のズビグニエフ・ナウラットは述べています。 ポーランドのデザインは、アメリカのダ ヴィンチと多くの共通点があります。これにより、HD 品質で 3D 画像を作成でき、手の震えがなくなり、器具が伸縮自在に患者に浸透します。
RobinHeart は、ダ ヴィンチのような特別なジョイスティックではなく、ボタンで制御されます。 片手磨き ロボット外科医 最大 XNUMX つのツールを使用できます。さらに、これらのツールは、たとえば手動で使用するためにいつでも取り外すことができます。
残念ながら、ポーランド初の手術用ロボットの将来は非常に不透明なままです。 これまでのところ、生きている患者をまだ手術していない mc2 は XNUMX つだけです。 原因？ 十分な投資家がいません。
Navrat 博士は長年探していましたが、ポーランドの病院に RobinHeart ロボットを導入するには、約 40 万 zł が必要です。 昨年 XNUMX 月、幅広い臨床用途向けの軽量ポータブル ビデオ トラッカー ロボットのプロトタイプ、RobinHeart PortVisionAble が発表されました。
その建設は、国立研究開発センター、心臓外科開発基金からの資金、および多くのスポンサーによって資金提供されました。 今年は、XNUMXつのモデルのデバイスをリリースする予定です。 倫理委員会がそれらを臨床実験に使用することに同意した場合、それらは病院の環境でテストされます。
手術だけでなく
冒頭で、ロボットが病院で子供たちと一緒に働き、血液を採取することについて言及しました。 医学は、これらの機械のより「社会的な」用途を見つけることができます。
例は 言語聴覚士ロボット 南カリフォルニア大学で作成された Bandit は、自閉症児の治療をサポートするように設計されています。 病人との接触を容易にするように設計されたおもちゃのように見えます。
7. ナース姿のロボット・クララ
その「目」には XNUMX つのカメラがあり、取り付けられた赤外線センサーのおかげで、ロボットは XNUMX つの車輪で移動し、子供の位置を特定して適切な行動をとることができます。
デフォルトでは、彼は最初に小さな患者に近づこうとしますが、逃げるときは立ち止まり、近づくように身振りで示します。
通常、子供たちはロボットに近づき、「表情」で感情を表現する能力があるため、ロボットとの絆を形成します。
これにより、子供たちはゲームに参加することができ、ロボットの存在は会話などの社会的相互作用も容易にします。 ロボットのカメラは、子供の行動を記録することもでき、医師による治療をサポートします。
リハビリテーション作業 精度と再現性を提供することで、セラピストの関与が少ない患者にエクササイズを実行できるため、コストを削減し、治療を受ける人の数を増やすことができます (サポートされている外骨格は、リハビリテーション ロボットの最も先進的な形式の XNUMX つと考えられています)。
さらに、人には達成できない精度により、効率が向上するため、リハビリ時間の短縮が可能になります。 利用方法 リハビリテーションロボット ただし、安全を確保するためにセラピストによる監督が必要です。 多くの場合、患者は運動中の痛みにあまり気付かないことが多く、たとえば、運動量が多いほど結果が早くなるなどと誤って信じています。
過度の痛みは、軽すぎる運動と同様に、従来の治療提供者によってすぐに気付く可能性があります. また、制御アルゴリズムが失敗した場合など、ロボットを使用したリハビリテーションの緊急中断の可能性を提供することも必要です。
USC Interaction Lab によって作成された Robot Clara (7)。 ロボットナース. あらかじめ決められたルートに沿って移動し、障害物を検出します。 患者は、ベッドの横に配置されたコードをスキャンすることで認識されます。 ロボットは、リハビリテーション演習の事前に記録された指示を表示します。
患者との診断目的のコミュニケーションは、「はい」または「いいえ」の回答を通じて行われます。 このロボットは、数日間にわたって 10 時間あたり最大 XNUMX 回の肺活量測定を行う必要がある心臓手術後の人々を対象としています。 ポーランドでも作成されました。 リハビリロボット.
これは、グリヴィツェにあるシレジア工科大学の制御およびロボット工学科の従業員である Michal Mikulski によって開発されました。 試作品は外骨格で、患者の手に装着し、筋肉の機能を分析して改善することができます。 しかし、それは XNUMX 人の患者にしか対応できず、非常に費用がかかります。
科学者たちは、体のあらゆる部分のリハビリテーションに役立つ安価な固定ロボットを作成することにしました。 しかし、ロボット工学への熱意を考えると、 医学におけるロボット バラだけでなく散らばっています。 たとえば、手術では、これはかなりの費用がかかります。
ポーランドにあるda Vinciシステムを使用した手順には、約15〜30の費用がかかります。 PLN、および 9 の手順の後、新しいツール セットを購入する必要があります。 NHF は、この機器で実行された約 XNUMX 万 PLN の操作費用を払い戻しません。
また、処置に必要な時間が長くなるという欠点もあります。つまり、患者はより長い時間麻酔下に留まり、人工循環に接続する必要があります (心臓手術の場合)。
