Использование роботов в хирургии. главный вопрос форума в красногорске

Применение роботов в хирургии

Записаться на прием Задать вопрос

Достаточно длительное время человечество пыталось изобрести машину, которая была бы способна проводить различные хирургические операции. Наконец это получилось, и был создан робот-хирург, который позволяет осуществлять вмешательство через маленькие проколы, не делая больших разрезов, благодаря чему восстановление пациента после операции происходит значительно быстрее.

На сегодняшний день имеется хирургическая система, которая применяется во многих сферах, включая онкологию.

Обратите внимание

Она представлена двумя блоками, управление одним из которых осуществляет хирург, а второй представлен автоматом с четырьмя руками, проводящими операцию.

Система сканирует точные движения пальцев рук врача, благодаря чему управление инструментами осуществляется более точно, нежели при лапароскопии. Робот оснащен маленькой видеокамерой, которая формирует трехмерное изображение процедуры.

Где используются роботы

Возможности врачей с появлением роботов значительно расширились, так как машины могут, не уставая работать круглые сутки, у них никогда не задрожат руки, они способны не выполнять ошибочные команды и сигнализировать о возникающих проблемах. Каждая рука такой системы делает значительно больше движений, чем врач, ее пальцы действуют в диапазоне 3600, в то время как пальцы человека могут работать не больше, чем на 130 градусов.

Сегодня роботы-хирурги используются в следующих сферах медицины:

  • урология;
  • ортопедия;
  • торакальная хирургия;
  • хирургия позвоночника;
  • онкология – удаление атером и других новообразований;
  • гинекология;
  • отоларингология;
  • педиатрия;
  • бариатрия.

Робот своими руками достает пораженные участки органов в тех случаях, когда при проведении обычной операции этого сделать невозможно. Совместная работа врача и машины позволяет провести вмешательство более точно и не повредить тонкие нервные или сосудистые сплетения.

Плюсы использования робота

Роботизированная хирургическая система имеет следующие преимущества:

  • ткани и соседние органы подвергаются минимальной травматизации;
  • нет необходимости в переливании крови, операции протекает почти бескровно;
  • часто вмешательства проводятся в амбулаторных условиях и в день операции пациента уже выписывают домой;
  • полное восстановление больного происходит в течение нескольких суток;
  • на коже почти не остается шрамов, так как проколы небольшие.

Как проехать в клинику:

Источник: http://www.GorMed.su/hirurgiya/primenenie-robotov/

Медицинская робототехника – применение роботов в медицине

Внимательный, всегда вежливый, не устающий даже к концу смены и обладающий практически неограниченным багажом знаний – идеальный врач, не правда ли? Именно такими видятся многим медицинские роботы: неутомимые, спокойные и уравновешенные всезнайки, не подверженные пресловутому человеческому фактору. Некоторые даже предполагают, что в будущем машины полностью заменят человека на врачебном поприще. Однако на данном этапе развития технологий такая замена вряд ли возможна.

Несмотря на достижения, которые демонстрируют современные роботы в медицине, сомнительно, что в ближайшем будущем поликлиники и больницы затронет 100%-ная роботизация.

Различные виды медицинских роботов уже сегодня выполняют широкий круг задач, но даже в будущем, когда машины станут более совершенными, им вряд ли можно будет полностью доверить принятие важных решений.

Думается, и сложные манипуляции, самостоятельно проводимые робототехническими устройствами, также будут контролироваться человеком.

В целом можно выделить несколько основных направлений, по которым развивается использование роботов в медицине. С одной стороны, это освобождение от рутины, с другой – качественное улучшение лечения и решение нестандартных, сложных задач. Рассмотрим, как роботы-помощники влияют на уровень развития медицины.

Помощь в рутине

Как и во многих других сферах, робототехника в медицине помогает врачам с решением однотипных задач, отнимающих много сил и времени, но не требующих значительных мыслительных усилий или принятия решений.

К таковым можно отнести регистрацию пациентов, работу с электронными картами, предоставление справочной информации. Робосекретарей уже сейчас разработано достаточно много, и используются они в самых разных отраслях.

Вполне вероятно, что в будущем интеллектуальные роботы возьмут на себя внушительную часть административной работы в медучреждениях.

Важно

Впрочем, некоторые устройства, способные работать в качестве секретарей, разработаны специально для медицинской сферы.

Например, Hospi от Panasonic снабжен защищенной камерой для перевозки лекарств или документов, которую можно открыть только ID-картой.

Помимо работы в стиле «Подай – принести», на службе в больнице или поликлинике это устройство может отвечать на вопросы пациентов и посетителей и сопровождать их в нужное место.

Пригодятся медучреждениям и специализированные «курьеры», развозящие лекарства, инструменты, белье, еду и все прочее, что только может быть перевезено. Одни из наиболее известных таких машин – TransCar LTC 2 (платформа, на которую можно поставить в том числе объемные контейнеры) или Tug (напоминает передвижной шкафчик).

В свою очередь, Omnicell M5000 оптимизирует работу с лекарствами. Часто больным назначается несколько препаратов одновременно, и данная машина формирует соответствующие «наборы» для каждого пациента на несколько дней, раскладывая таблетки и капсулы по блистерам. Скорость Omnicell M5000 – 50 наборов в час, когда как у специалиста-человека в среднем – 4 набора в час.

Пациентам робот помогает тем, что фасует лекарства согласно назначениям врача. То есть вам уже не надо думать, сколько раз в день принимать тот или иной препарат, – они уже будут распределены по ячейкам блистера в нужном количестве.

Данное устройство – прекрасный пример, как интеллектуальная робототехника может взять на себя рутинные задачи, чтобы освободить людям время для чего-то более важного.

Решение сложных задач

Конечно, применение роботов в медицине целесообразно и в тех случаях, где требуется исключительно тонкая работа.

Интеллектуальные устройства способны сделать лечение более эффективным и менее травматичным для пациента, снизить риск развития осложнений. Одна из наиболее «роботизированных» областей медицины – хирургия.

Роботы в буквальном смысле становятся руками врачей, участвуя в сложнейших операциях.

Пожалуй, самым известным и высокотехнологичным роботизированным хирургом можно назвать систему da Vinci. На данном этапе робот не оперирует сам, а лишь подчиняется командам врача. Последний сидит за специальной консолью и управляет машиной с помощью джойстиков и педалей.

Совет

За работой он наблюдает через специальный экран, куда выводится многократно увеличенное 3D-изображение в HD-качестве. Еще один ассистент находится у самого робота и помогает переключаться между инструментами.

Задачи медицинских роботов da Vinci весьма широки: с их помощью проводятся операции (в том числе сложные и/или нетипичные) на сердце, щитовидной железе, на органах таза и брюшной полости.

Осенью 2017 года СМИ сообщали, что в России готовится к промышленному производству аналогичный робот-хирург, по ряду параметров даже превосходящий da Vinci.

Особенно подчеркивалось, что отечественная система позволит проводить операции удаленно – например, кардиохирург из Санкт-Петербурга сможет управлять роботом, находящимся, допустим, в Тюмени. На месте процесс будет контролировать хирург общего профиля. Такие «удаленные» системы разрабатываются и другими компаниями.

Отметим, например, робота Raven из США, который, помимо прочего, обладает искусственным интеллектом и дает врачу подсказки, как можно поступить в той или иной ситуации.

Новые возможности

Медицинская робототехника может дать врачам поистине фантастические возможности.

Особенно актуальными здесь видятся такие области, как доставка лекарств непосредственно к нужному месту, обследование органов «изнутри», точечное уничтожение вирусов и раковых клеток или, например, прочищение сосудов от бляшек.

Эти задачи будет решать особая группа устройств – программируемые нанороботы, которые будут насколько малы, что смогут свободно перемещаться внутри организма.

В качестве примера нанороботов приведем британско-американскую разработку для диагностики – Cyberplasm.

Предполагается, что миниатюрные устройства будут перемещаться по организму и передавать врачу необходимые данные, при этом в качестве источника энергии для Cyberplasm выступит глюкоза крови. Интересен и проект из Южной Кореи – Bacteriorobot.

Обратите внимание

Эти роботы «живут» в видоизмененных клетках сальмонеллы и обучены распознавать раковые клетки за счет выделяемых ими веществ. Обнаружив их, роботы направляются к ним и «передают» дозы лекарства, не затрагивая здоровые ткани.

Примеры некоторых других роботов, применяющихся в медицине, мы приводим в следующей статье.

Источник: https://robo-sapiens.ru/stati/primenenie-robotov-v-meditsine-osnovnyie-trendyi/

В академии наук озаботились внедрением робототехники в медицину – мк

Россиян будут лечить роботы

13.03.2018 в 16:15, просмотров: 3652

Появление роботов в медицине предрекал когда-то еще великий Аристотель. Но первые роботические системы появились в медицине лишь в начале XXI века. И все же с каждым годом они используются все активнее. В Германии даже объявили о скором создании медцентра, где сидеть на посту и раздавать лекарства пациентам будет робот.

Но пока активнее всего робототехника применяется в хирургии. Каждые 36 секунд в мире начинается новая роботическая операция, а всего их проведено уже более 5 миллионов.

Тема внедрения робототехники в отечественной медицине стала главной на заседании президиума РАН 13 марта.

Первые роботические операции в мире были проведены в 2000 году в кардиохирургии, однако сегодня роботы-хирурги активнее всего используются в урологии. Первый робот для проведения операций, «Да Винчи», был создан в Америке — сегодня у него уже более 6 тысяч копий по всему миру.

С 2009 года наша страна начала закупать американских роботов, они используются уже во многих медицинских центрах страны, но стоит амбициозная задача — создать собственные системы такого же плана.

Ведь «американец» стоит 3 миллиона долларов, да и все комплектующие для него приходится закупать.

Эти системы не делают сложнейшие операции сами — они преобразовывают макродвижения хирурга, который стоит за консолью, в микродвижения. Они могут залезть туда, куда не залезет рука хирурга.

Как рассказывает главный уролог страны Дмитрий Пушкарь, скорость и точность таких операций повышается вдвое; робот помогает филигранно освобождать опухоль и оставляет нетронутыми нервные окончания, что обеспечивает мужчине продолженную потенцию и нормальное мочеиспускание.

Уже применяется отечественный урологический робот, который весит не больше 50 кг и может устанавливаться на обычный хирургический стол. Кроме того, как рассказал главный нейрохирург страны, академик РАН Владимир Крылов, наши ученые заняты разработкой роботической операционной для проведения нейрохирургических вмешательств.

Важно

Создана российская система нейронавигации, которую активно используют для имитации операций на позвоночнике и головном мозге — для обучения врачей. Недавно был представлен наш робот «Ломоносов», который может проводить операции на остистых отростках позвонков при грыжах — такие операции часто чреваты серьезными осложнениями, а робот проводит их с филигранной точностью.

В кардиологии с отечественными разработками, увы, все не так весело. Как признался академик РАН Евгений Шляхто, «к сожалению, российской робототехники, которая соответствовала бы потребностям в кардиохирургии, сегодня нет.

Но мы работаем над платформой для ее создания». Тем временем в кардиохирургии роботическая техника в России тоже используется очень активно.

Кроме того, ее применяют в гинекологии, торакальной хирургии, для проведения операций на суставах.

В президентском послании прозвучал новый посыл — робототехнику активно развивать. Президиум РАН решил создать специальную рабочую группу, которая займется этим направлением в медицине. Член-корреспондент РАН Олег Янушевич выступил с предложением разработки концепции «Здравоохранение 4.

Читайте также:  Пока о повсеместном использовании дронов и гуманоидов говорить рано

0», частью которой должны стать роботические технологии. «За три года 4 научных коллектива, с которыми мы работаем, создали уже четыре роботических комплекса. Нам нужно продолжать работу в этом направлении. Санкции в какой-то степени помогут совершить прорыв в этой области», — заявил Янушевич.

Санкции . Хроника событий

Марш памяти Немцова в Москве: лица и лозунги шествующихКак Украина потеряла Крым: “вежливые люди” в Симферополе 5 лет назадУмер Игорь Малашенко: кадры с Боженой РынскаЖириновский со спутником, Михалков с палочкой: ВИПы на послании президентаКак таранили украинский буксир у берегов Крыма: подробности инцидентаЛица Матвиенко, Медведева, Зюганова и других на послании президентаЛюди без комплексов: в Крыму “моржи” открыли купальный сезонСкончалась очередная звезда “Глухаря”: последние фото Дарьи ЕгорычевойПевица Серябкина будет судиться из-за попадания в “список эскортниц”

Популярно в соцсетях

Источник: https://www.mk.ru/social/health/2018/03/13/v-akademii-nauk-ozabotilis-vnedreniem-robototekhniki-v-medicinu.html

Робот Да Винчи в хирургии

Операция роботом Да Винчи — эффективное малотравматичное и высокоточное хирургическое вмешательство, осуществляемое дистанционным методом на разных органах: простате, сердце, почках, легких, печени и желудке.

Роботизированные процедуры пользуются широкой популярностью благодаря маленькому количеству противопоказаний и минимальному риску возникновения осложнений. Это ультрасовременная технология, которая изначально разрабатывалась НАСА для оперирования в космосе при экстренных ситуациях.

Медицинские центры, в которых проводят операции роботом Да Винчи, гарантируют такие преимущества:

  • нет кровотечений, малая потеря крови;
  • сниженная вероятность занесения инфекции;
  • использование меньшего количества анестезирующих медпрепаратов;
  • короткий реабилитационный период;
  • делается всего 2-3 миниразреза, которые впоследствии быстро заживают;
  • малозаметные рубцы в местах прокола;
  • необходимая норма пребывания в стационаре всего 2-4 дня;
  • минимальное повреждение целостности тканей;
  • уменьшение длительности, а соответственно, и нагрузки на организм;
  • незначительные болевые ощущения;
  • быстрая реабилитация и возвращение к обычному ритму жизни.

Многочисленные положительные результаты операции роботом-хирургом Да Винчи подтверждают ее эффективность и безопасность для здоровья. Инновационная технология дает возможность выполнять лечение по разным направлениям медицины: кардиохирургии, онкологии, урологии, гинекологии, травматологии, нейрохирургии и др.

Как проходит операция при участии робота?

Роботизированные системы состоят из нескольких взаимосвязанных компонентов: совокупности устройств для управления со специальными ручками, инструментов-манипуляторов, которые подражают рукам хирурга, и трехмерного высококачественного изображения оперируемой области, которое выводится на монитор компьютера.

Автомат в определенно заданных пропорциях в точной последовательности повторяет природные движения пальцев и запястий человека. Это позволяет регулировать спектр подвижности робота Да Винчи, делая любые процедуры без прямого контакта с пациентом.

Обычно делается три маленьких надреза на кожных покровах над нужным внутренним органом. Через них на автоматизированных направляющих в полость организма вводятся хирургические инструменты и видеокамера. Доктор находится в другой комнате с консолью и экраном.

Совет

Благодаря двум мощным линзам он получает трехмерное изображение с камеры, которое дает точное представление о состоянии внутренних систем тела. Управление камерой осуществляется с помощью педалей. Они регулируют масштаб картинки, угол обзора, отвечают за приближение и отдаление видеокамеры.

На руках хирурга закрепляются датчики подвижности, передающие импульсы манипуляторам автомата.

Распространенные виды роботизированных вмешательств

Существует немало разновидностей операций, которые выполняются роботом Да Винчи:

  • лечение бесплодия, связанное с проблемами фаллопиевых труб;
  • реконструкция клапанов;
  • желудочное шунтирование;
  • повторная имплантация мочеточника;
  • резекция мочевого пузыря;
  • удаление вилочковой (тимэктомия) и предстательной железы (простатэктомия);
  • имплантация позвоночных дисков и других дефектов опорно-двигательного аппарата;
  • отсечение легочной доли (лобэктомия);
  • иссечение злокачественных и доброкачественных опухолей;
  • эзофагоэктомия;
  • повторная васкуляризация миокарда (восстановление нормального сосудистого кровообращения сердца);
  • пиелопластика (устранение суженной области в месте перехода почечной лоханки в мочеточник);
  • гистерэктомия (вырезание матки);
  • абляция сердечных волокон (устранение аномальных образований, нарушающих ритм биения);
  • удаление миоматозных узелков с тела матки (миомэктомия);
  • оперирование печени и поджелудочной;
  • резекция почки, вырезание ее части, радикальная нефрэктомия;
  • вживление электронного сердечного кардиостимулятора для бивентрикулярного перезапуска синхронизации.

Удаление рака простаты роботом Да Винчи

Примером успешного использования роботизированной аппаратуры становится использование робота Да Винчи в урологии.

Миниинвазивная хирургия в этой области становится все более востребованной при злокачественных поражениях простаты  (радикальная простатэктомия), которая успешно проводится с применением робота Да Винчи.

Преимущество такой операции перед лапароскопической операцией заключается в использовании 3D-изображения оперируемой области.

Робот, в точности повторяет движения человека, находящегося за пультом управления роботизированной хирургической системы, предоставляет возможность хирургу находиться в удобном положении, снижая до минимума его усталость, давая возможности видеть изображение в полном объеме, управлять инструментами и наиболее скрупулезно проводить хирургическое вмешательство, повышая его качество.

Уролог в ходе простатэктомии имеет уникальную возможность удалить предстательную железу с семенными пузырьками и при этом не затронуть здоровые мышцы и нервы в области тазового дна.

Такая операция снижает риск развития половой дисфункции и возникновения проблем с недержанием мочи и каловых масс.

В 95% случаев удаления предстательной железы с помощью робота Да Винчи проходит успешно, а оперируемая область остается «свободной от опухоли».

Обратите внимание

При иссечении аденомы простаты роботизированной системой Да Винчи применяется доступ трансперитонеально через брюшную полость и экстраперитонеально в обход брюшной полости. Второй способ сводит к минимуму послеоперационные осложнения, связанные с инфицированием при вмешательстве.

Важна последовательность проведения операции. Больного укладывают на спину. Голова запрокидывается вниз под небольшим углом 15 градусов. В мочевой пузырь вставляют катетер, который находится там еще около недели после операции и только потом изымается.

В области пупка делают несколько рассечений, примерно по 6 мм длиной и вводят через них трокары — герметичные инструментальные каналы, через которые робот вводит инструменты и удаляет пораженную ткань простаты.

Для максимальной точности проведения хирургического вмешательства от предстательной железы отодвигаются близко расположенные ткани, сосуды и связки, чтобы они не были случайно повреждены.

Для улучшения угла обзора полость брюшины «надувают» посредством введения углекислого газа, что обеспечивает свободный доступ инструментам. После всех подготовительных манипуляций под оптическим контролем начинается основной этап операции — иссечение.

Под микроскопом проводится мониторинг отсекаемой ткани. По окончанию операции роботизированная хирургическая система извлекает трокары, а места разрезов зашивают саморассасывающимися шовными нитями.

Преимущества радикальной простатэктомии роботом Да Винчи

Операция радикальной простатэктомии таким способом имеет свои преимущества:

  1. Полное отсутствие на краях операционного поля удаленной предстательной железы раковых клеток.
  2. Снижение кровопотери.
  3. Минимизация болевых ощущений в послеоперационном периоде.
  4. Быстрый реабилитационный период и непродолжительность госпитализации.
  5. Минимальное время использование катетера.
  6. Отличный косметический эффект.
  7. Снижает риски рецидивов.
  8. Снижение травмирующего воздействия инструментов на область брюшной стенки.
  9. Не травмирует жизненно важные органы.
  10. Роботизированная система рук дает возможность оперировать больных с ожирением.

Возможные риски

Все манипуляции выполняются с ювелирной точностью, поэтому вероятность ошибки или негативных последствий крайне мала. Как правило, доктора имеют большой опыт в таких процессах и осуществляют постоянный контроль над действиями автоматизированной машины.

Использование робота Да Винчи при радикальной простатэктомии — это инновационный метод лечения рака простаты, который дает возможность пациенту не только на 100% шансы победы над болезнью, но и возможность улучшить качество жизни после операции и минимизировать все риски.

Источник: https://medbooking.com/blog/article/zdorove-cheloveka/robot-da-vinchi-v-khirurgii

Робот-хирург. Робот системы в современной хирургии

Впервые слово «робот» было использовано чешским писателем Карелом Чапеком в пьесе «Универсальные роботы Россума» «R.U.R» в 1921 г. «Robota» по-чешски означало «каторга», «вынужденный труд». Первые роботы были разработаны Национальным агентством по аэронавтике и исследованиям космического пространства для исследования космоса.

Эти устройства, или телеманипуляторы, были способны выполнять работу на борту космического корабля или в открытом космосе. Они контролировались из центра управления на Земле или на борту космического корабля. Телеманипуляторы интенсивно использовались во время миссий кораблей-челноков 1983-1997 гг.

Исследования в области траекторий и систем точного наведения ракет привели к разработке точнейшего механизма прицеливания. Высокая точность была необходима для наблюдения за Землей и звездами во время работы телескопа, установленного на станции Spacelab.

Важно

Tакие телеманипуляторы, как Instrument Pointing System, были специально сконструированы для точности наведения до +1, ученые исследовательского центра Эймса занимались разработкой виртуальной реальности. Объединение виртуального языка программирования и Dataglove дало возможность взаимодействовать с виртуальными трехмерными объектами.

Тем не менее, только интеграция роботоинженерии и виртуальной реальности дало возможность создать телеманипулятор, способный накладывать анастомозы на нервы и сосуды во время операций на ладони.

Министерству обороны США стало понятно, что виртуальная реальность и так называемое телеприсутствие могут быть полезны для оказания медицинской помощи раненым на поле боя. Используя виртуальную реальность, хирург может находиться непосредственно около раненого пациента; эта идея была выражена термином «телеприсутствие».

Данные о потерях во время войны во Вьетнаме показали, что из всех раненых солдат 1/3 умирала от массивных поражений и ран головы, а другая 1/3 погибала от профузных кровотечений, но потенциально они смогли бы выжить при своевременном оказании медицинской помощи.

Министерство обороны постаралось обеспечить более эффективное присутствие медицинской помощи на поле боя, учитывая, что 1/3 погибших, можно было бы спасти. Телеприсутствие должно было позволять хирургу, находящемуся на борту авианосца, при помощи телеманипулятора оперировать раненого, находящегося на поле боя.

Руководствуясь этой идеей, Министерство обороны финансировало разработки телеманипуляторов для мобильных операционных с возможностью телеприсутствия.

Дополнительный импульс развитию роботохирургии придали ограниченные возможности лапароскопических вмешательств. В 1987 г. Mouret провел первую лапароскопическую холецистэктомию в Лионе. В 1988 г. Perissat и колл.

представили новую технологию на конгрессе Американского общества гастроэнтерологической эндоскопической хирургии, что послужило началом стремительного распространения лапараскопической хирургии.

Совет

Несмотря на то, что лапароскопическая хирургия привнесла большие преимущества для пациентов, эта методика имеет свои ограничения, такие как потеря трехмерного видения, нарушение тактильной чувствительности, неловкость манипуляций в связи с большой длиной инструментов и эффектом рычага.

Эффект точки опоры выражен в том, что кончик инструмента, опираясь на точку опоры на уровне кожного разреза, движется в противоположном направлении. В связи с этим хирург должен овладевать новыми навыками. Попытки превозмочь неудобства лапараскопических операций придали импульс развитию роботосистем, позволяющих улучшить хирургические приемы и лучше контролировать движения инструментов.

Первые роботоприборы появились в 1980-х гг. и использовались при стереотаксических операциях на головном мозге.

В 1992 г. ROBODOC была использована для обработки кости с целью создания необходимого пространства для протезирования тазобедренного сустава. К середине 1990-х гг. стали применяться позиционные роботы.

Совместно с лапароскопической роботосистемой для отведения органов была разработана автоматизированная эндоскопическая система оптимизации положения с контролируемым голосом оптимальным направлением камеры. В начале 1990-х гг. была разработана концепция телеманипулятора для медицинского использования по типу мастер/помощник.

Первый манипулятор такого типа для медицинских целей был разработан Stanford Research Institute в 1991 г., с компьютерным алгоритмом, переводящим движения рук хирурга в движения удаленного на расстояние исполнительного инструмента. В ранних модификациях было заложено только четыре степени свободы, но в 1992 г.

Читайте также:  Самый страшный робот в мире

специалистами из Германии был разработан прототип с шестью степенями свободы. В 1994 г. компания Intuitive Surgical приобрела технологические права у Stanford Research Institute и в 1997 г. представляла прототип робота Da Vinci.

Для инженеров было понятно, что расстояние между хирургом и пациентом является лимитирующим фактором в возможности точного и аккуратного контроля хирургических инструментов.

Обратите внимание

Запаздывание – это время от отправки сигнала от руки хирурга к инструменту до получения хирургом изображения этого движения на экране.

Интервал времени от отправки до получения сигнала обратно с Земли до геосинхронизированного орбитального спутника на расстояние 22 300 миль равняется 1,2 с. Такая отсрочка в передаче сигнала делает хирургическую операцию невозможной на практике.

Человек может компенсировать задержку сигнала до 200 мс, удлинение времени нарушает точность хирургического вмешательства. Во время операции ткань отводится хирургом, и он не способен достаточно быстро заметить данное движение, что может привести к хирургическому разрезу в нежелательном месте.

Наиболее оптимистичный результат в хирургической операции на расстоянии был достигнут при применении широкополосного оптоволоконного кабеля. Сокращение интервала запаздывания до 155 мс позволило хирургу Maresaux и соавт.  успешно выполнить холицистэктомию на расстоянии между Нью-Йорком и Страсбургом. В 2003 г.

в Канаде была установлена телероботизированная хирургическая система между университетским и районным госпиталями на расстоянии 250 миль друг от друга. Целью было создать канал, по которому хирург-эксперт ассистировал бы хирургу, непосредственно выполняющему операцию.

Выполнялись такие лапароскопические операции, как фундопликация по Ниссену, правосторонняя гемиколонэктомия, сигмоидэктомия/передняя резекция прямой кишки и устранение паховой грыжи.

В последние годы происходит всплеск роботохирургии. В 2000 г. было проведено 1500 робот-операций, а в 2004 более 20 000, 8000 из которых принадлежат проведенным урологами простатэктомии.

Робот системы

Слово «робот» – очень распространенный термин, описывающий автономный аппарат, способный выполнять различные задания. Промышленные роботы выполняют высоко точные повторяющиеся задания на сборочных линиях.

Роботы перепрограммируются в режиме оффлайн и выполняют задания в ответ на запрос. В ортопедической и нейрохирургии такие задачи, как сверление и установка датчиков, основаны на регистрации.

Регистрация – это математический процесс определения и трехмерной анатомической ориентации на основе предварительного КТ- или ЯМР-сканирования.

Важно

Вторым типом роботов стали системы AESOP, контролирующие положение и направление инструмента. Третий тип роботов, телеманипулятор, также находится под постоянным контролем оператора. Эти устройства полностью или с максимально возможной точностью повторяют движения рук оператора.

На сегодняшний день в мире существует несколько типов таких устройств. Система Da Vinchi утверждена FDA для лапароскопии, торакоскопии, внутрисердечных клапаносохраняющих операций на митральном клапане.

Параллельно разрабатывалась и была одобрена для применения в общей и лапароскопической хирургии система Zeus. Обе системы были очень схожи, с небольшими отличиями.

Вскоре Zeus была приобретена их конкурентами – Intuitive Surgical, производящими роботизированную систему Da Vinchi, которая описана в данной статье, как наиболее современная роботизированная хирургическая система.

Система Da Vinchi состоит из трех компонентов:

  • консоли;
  • трехмерного оптического блока;
  • хирургического блока.

Четыре манипулятора хирургического блока управляются хирургом в режиме реального времени с помощью компьютерной системы контроля. Первые два манипулятора управляются правой и левой руками хирурга, они держат инструменты. Манипулятор номер 3 определяет позицию эндоскопа.

Добавочный 4 манипулятор дает возможность хирургу держать еще один инструмент или выполнять дополнительные хирургические приемы, такие как отведение органа, накладывание непрерывного шва. Наличие 4 манипуляторов дает возможность оперировать без второго хирурга-ассистента.

Описанная система позволяет хирургу физически не находиться у операционного стола с пациентом.

Семь степеней свободы были заложены в дизайн системы для того, чтобы повторить движения человеческой руки. Они включают три вида движения предплечья:

  • внутрь-изнутри;
  • вверх-вниз;
  • из стороны в сторону;

и три движения кисти:

  • слева направо;
  • подача предмета вверх-вниз;
  • вращение.

Седьмая степень свободы – это захват или разрез. В систему включен фильтр частоты колебаний рук с пределом в 6 Гц, для исключения дрожи рук хирурга.

Также применяется система пропорционального движения в максимальном отношении 5:1, что позволяет работать в миниатюрных масштабах. Оптическая консоль состоит из двух независимых компьютерных оптических систем для каждого глаза хирурга.

Каналы виртуально объединены для воссоздания виртуального трехмерного изображения.

Совет

Хирург располагается у консоли управления и работает телескопической рукой и тремя манипуляторами-руками робота у экрана-визора, похожего на микроскоп с двумя окулярами. Каждый окуляр зеркально отражает монитор компьютера. Каждый монитор проецирует один канал стереоэндоскопа, в целом создавая трехмерное изображение операционного поля.

Хирург работает манипуляторами с помощью двух рычагов управления, в которые он вдевает указательные и большие пальцы обеих рук. Движения кистей рук воспроизводят движения рук робота с инструментами. Ножная педаль на консоли выключает движения руки робота, вторая педаль обеспечивает дополнительную настройку камеры эндоскопа, и третья педаль управляет электрокоагулятором.

Сама тележка с руками-манипуляторами, управляемыми сидящим за консолью хирургом, чрезвычайно тяжела и громоздка. Эта конструкция пододвигается к пациенту на колесах и фиксируется в нужном месте тормозами.

В связи с непосредственной близостью тележки к пациенту, последний должен быть защищен или огражден от непреднамеренного контакта с движущимися манипуляторами робота.

Еще более важно то, что после введения рук манипуляторов в тело пациента положение пациента не должно меняться, пока манипуляторы не будут полностью извлечены из операционного поля и отключены. Даже небольшое движение пациента в связи с недостаточной миорелаксацией может привести к катастрофе.

Кнопки сцепления дают возможность предварительной установки рук манипуляторов без движения в троакарах или портах доступа. Функция сцепления позволяет ассистентам хирурга менять инструменты в манипуляторе.

В оптическом блоке установлен компьютер, обеспечивающий стереоэффект путем объединения левого и правого оптических каналов, а также пакет программ, обеспечивающих кинематику манипуляторов робота. Движения рук хирурга переводятся компьютером в цифровой код, управляющий движениями рычагов, моторов и кабелей, полностью повторяя движения рук хирурга.

Находящиеся в теле пациента инструменты должны быть стерильны, в то время как их соединения с манипуляторами – нет.

Для каждого типа инструментов характерны своя шкала подвижности и приложения усилия, в соответствии с хирургической задачей, что, в свою очередь, требует специального программного обеспечения.

Привлечение дополнительного персонала необходимо для смены инструментов на необходимые во время операции. Мониторы установлены так, чтобы каждый присутствующий в операционной мог наблюдать за тем, что происходит в операционном поле.

Обратите внимание

В дальнейшем более углубленно должен быть рассмотрен вопрос тактильной чувствительности, так как обратная связь от робота до рук хирурга пока оставляет желать лучшего.

Робот в какой-то мере обладает чувствительностью, но приложенная к тканям сила недостаточно хорошо коррелирует с силой, приложенной к роботу. Эта сила варьирует в зависимости от типа инструмента и зависит от приложенных к нему сил натяжения или давления. Хирург-оператор должен уметь оценить давление на орган, основываясь на визуальной оценке изменения формы органа или ткани.

Источник: http://doctoroff.ru/robot-hirurg

Обновление КГБ №1: кардио‑пульмонологический центр и другие новшества

В Красногорской городской больнице №1 появляются новые подразделения и услуги для пациентов со всего Подмосковья.

О создании кардио-пульмонологического центра и других новшествах, а также о предстоящем Дне здоровья корреспонденту «РИАМО в Красногорске» рассказала кандидат медицинских наук, доцент кафедры поликлинической терапии Московского медико-стоматологического университета (МГМСУ), заведующая организационно-методическим отделом больницы Татьяна Чернявская.

Продукция красногорского завода: импортозамещение для нефтяников>>

– Четыре года на базе Красногорской горбольницы №1 действует региональный сердечно-сосудистый центр. Расскажите о нем.

– Когда центр открывался, в нем были только неврологическое и кардиологическое отделения и всего одна операционная, связанная с рентгенэндоваскулярным лечением – удалением тромбов, постановкой стентов. Сейчас установлен второй ангиограф, благодаря которому мы можем проводить больше плановых операций.

Естественно, приоритетным было и остается оказание экстренной помощи, но вторая операционная дает нам больше возможностей.

Для сравнения: в июле 2014 года в сердечно-сосудистом центре было проведено 38 коронарных вмешательств, в июле 2017 года – 117 таких операций. В среднем в месяц проводится порядка 160 операций.

За последние полтора года в центре появились второе кардиологическое отделение, отделение сосудистой хирургии, отделение нейрохирургии. Расширилось и отделение реанимации: открыты нейро-, невро- и общая реанимация, а в ближайшее время откроется нейрохирургическая реанимация.

©  сайт администрации городского округа Красногорск

– Как появилась идея создать на базе Красногорской горбольницы кардио-пульмонологический центр?

– Идея пришла к нам от пульмонологов. К сожалению, выявляемость, диагностика и лечение хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) остается на невысоком уровне. Между тем именно эта болезнь занимает третье в мире место среди причин смерти пациентов. Пульмонологи бьют тревогу!

Много пациентов с ХОБЛ, которые нуждаются не только в грамотной консультации, но и в респираторной поддержке. Сегодня существует огромное количество аппаратов вспомогательного дыхания, которые помогают пациентам жить дольше и более качественно, но они недоступны для большинства пациентов, в районной клинике их не найти.

Плюс к этому сегодня довольно распространены проблемы, связанные с другими причинами и нарушениями дыхания, в том числе и во время сна. Такие пациенты также нуждаются в аппаратном поддерживании дыхания.

Пробки в Красногорске: как власти планируют разгружать городские дороги>>

– Почему в названии центра две составляющие: кардио-пульмонологический?

– Все формы нарушенного дыхания чаще всего связаны с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Это два параллельных процесса, которые инициируют, поддерживают и ухудшают течение друг друга. Пациенты, страдающие сердечно-сосудистыми и бронхо-обструктивными заболеваниями одновременно, – одни из самых тяжелых. Сложно подбирать терапию, потому что многие препараты с трудом комбинируются.

Важно

Именно поэтому речь идет о создании кардио-пульмонологического центра, где пациенты будут наблюдаться и кардиологами, и пульмонологами. Также планируется создание мобильной бригады, которая будет выезжать на дом к пациентам, по состоянию здоровья не имеющим возможности посетить центр.

В центре смогут наблюдаться пациенты со всей Московской области, но жители Красногорска будут иметь приоритет.

©  сайт администрации городского округа Красногорск

– Где будет базироваться кардио-пульмонологический центр?

– Предполагается, что он будет многоуровневым.

Консультативная и госпитальная части будут размещены в основных корпусах Красногорской городской больницы №1, а отделение реабилитации – в Петрово-Дальневской участковой больнице.

Там уже сейчас действует неврологическая реабилитация. Также есть идея создать в Петрово-Дальнем хороший реабилитационный центр, в котором будут трудиться в том числе врачи-реабилитологи кардиопульмональной направленности.

Читайте также:  Ученые создали нейросеть для обработки рекламных фотографий с моделями

Корь в Красногорске: как защититься от опасной болезни>>

– Будет ли докупаться специальное оборудование для центра?

– В больнице есть диагностическое оборудование – два замечательных компьютерных томографа, один из которых 128-срезовый, один из самых мощных в Московской области. Также для диагностики используются стандартные функциональные методы исследования.

Сейчас идет работа по организации закупки вспомогательного респираторного оборудования – систем, поддерживающих правильный вдох-выдох. Кстати, это оборудование может использоваться в постоперационный период у больных с ХОБЛ. Оно поможет минимизировать риски, связанные с возможностью развития постоперационной пневмонии и гиповентиляционных состояний.

Также сейчас мы формируем нормативную базу. О точных датах открытия кардио-пульмонологического центра говорить пока рано, но хочется, чтобы он начал работу если не в этом, то в следующем году.

© Фотобанк Московской области

– Правда, что в Красногорской горбольнице №1 может появиться современная лаборатория?

– Да, есть планы организовать в Московской области несколько центральных лабораторных баз, сертифицированных по мировым стандартам. Туда со всего Подмосковья, в том числе из отдаленных уголков, будут свозиться образцы для анализов и качественного исследования. Идет обсуждение, что одна из таких лабораторий будет создана в Красногорской городской больнице №1.

ЖК «Нахабино Центральное»: когда сдадут 28‑летний долгострой в Красногорске>>

– Больница активно развивается, какие еще планируются новшества?

– В ближайшее время на базе КГБ №1 откроется областной кардиологический диспансер, который возглавит главный кардиолог Московской области Мария Глейзер.

В следующем году планируем открыть отделение аритмологии, которое будет специализироваться на восстановлении сердечного ритма у больных, установке кардиостимуляторов и так далее.

Буквально на днях мы получили заключение этического комитета, и больница начинает работу по проведению клинических исследований.

Ни один лекарственный препарат не может быть выведен на рынок, если он не прошел клинические исследования, доказавшие его эффективность и безопасность. Проводятся они с участием здоровых добровольцев или пациентов.

Раньше в Московской области этим занимался только Московский областной научно-исследовательский клинический институт (МОНИКИ).

Источник: https://krasnogorskriamo.ru/article/next?id=148240

Точки роста. Какие проблемы робототехники и интернета вещей решают сейчас

Современный человек — свидетель бурного развития высоких технологий. На наших глазах происходят открытия, успехи и провалы. Куда же без них? Сегодня мы говорим о недостатках и точках роста сегодняшних технологий в области робототехники и интернета вещей с Игорем Рядчиковым (AnyWalker), Олегом Варламовым (Мивар), Иваном Медведковым (Тион Умный микроклимат) и Павлом Фроловым (Роббо).

Нет мозгов

Одна из очевидных проблем — “роботам не хватает мозгов”. Современные машины, запрограммированные на выполнение узкого круга задач, еще очень далеки до роботов, образы которых вовсю эксплуатируют фантасты.

Пока у андроида нет “мозга”, он не может качественно выполнять указания человека.

В этом же и одна из причин того, что на данный момент роботы не востребованы на рынке (за исключением «промышленных» и других узкоспециализированных).

Дистанционно управляемые роботы (дроны, беспилотные автомобили) — лишь ступень к автономному существованию и функционированию робототехники. Такие роботы не могут заменить человека.

Совет

Непосредственное человеческое участие в их работе остается, поэтому скорость реакции и себестоимость таких прототипов не может пока конкурировать с человеческим ресурсом. Так, беспилотным такси Uber, тестирование которых было анонсировано осенью 2016 года, управляли сразу два человека.

Один сидел в кресле водителя и в любой момент мог взять управление автомобилем на себя, второй — инженер — собирал статистику и следил за работой систем “беспилотного управления”.

Сейчас наиболее перспективные исследования в области искусственного интеллекта (ИИ) ведутся по направлениям:

  • принятие решений (экспертные системы);
  • понимание смысла текстов;
  • распознавание образов;
  • автоматические системы управления

Для создания автономных роботов необходимы системы принятия решений, которые смогут общаться с человеком и самостоятельно выполнять заданную работу в сложных ситуациях.

“Такие системы принятия решений могут быть созданы только на основе логической обработки, которая до сих пор многими считается простейшей, «полно-переборной».

Сложность задачи определяется количеством возможных ситуаций, которое равно факториалу от количества единичных правил принятия решений в предметной области”, — отмечает Олег Варламов, д.т.н., председатель совета директоров компании «Мивар».

Компания “Мивар” работает над собственным ноу-хау: логический искусственный интеллект на основе линейной сложности логического вывода в миварной базе знаний. “По сути, это шаг на пути к полной автономизации роботов и созданию человеконезависимых робототехнических комплексов, — говорит Олег Варламов.

Мы начали работу над «Роборазумом», базовой системой для автономных роботов, способных самостоятельно принимать решения. Сейчас идет процесс обучения системы и разработка моделей для прикладного использования.

Например, мы работаем над системой принятия решений для беспилотного автомобиля, которая бы позволила ему самостоятельно преодолевать перекрестки.

Думаю, в перспективе 10 лет человечество ожидает тотальная роботизация. Появятся комплексные решения, то есть масштабные интеллектуальные системы, например, для городского транспорта или ЖКХ, которые будут ставить задачи и координировать активность автономных ботов, которые в свою очередь на месте будут самостоятельно «решать» каким способом исполнить порученное.”

Нет общего коммуникационного стандарта

В мире уже существует множество самостоятельных платформ умного дома. Так, например, на данный момент несколько компаний предоставляют системную основу для построения домашней автоматизации. Среди них KNX, Z-wave, ZigBee, Thread, BLE, EnOcean, SmartThings, Apple HomeKit; есть и другие менее известные игроки.

У каждой из перечисленных платформ есть как заметные плюсы, так и существенные минусы. Причем сочетание этих факторов различается в каждом случае, а с каждым отдельным устройством, да и друг с другом они совместимы очень условно.

Для присоединения устройства к системе умного дома потребуются дополнительные модули, “переходники”.

Обратите внимание

Смысловые составляющие умного дома по своей сути различны, что также препятствует универсальности. Можно выделить сектора «безопасность/охрана», «медиа-системы», «кухня», «инженерные системы» (бойлеры, счетчики, электросеть и т.д.), «микроклимат» и т.п.

“Во всех системах есть что-то общее — электроника, коммуникация, интерфейсы, но тем не менее истинной общности пока нет, — отмечает Иван Медведков, генеральный директор “Тион Умный микроклимат”.

Ситуация напоминает то многообразие различных кабелей и разъемов для подключения цифровых устройств, которое было очень заметно до повсеместного распространения стандартов USB/micro-USB — это когда ты не можешь зарядить телефон, если вдруг не взял кабель с собой — потому что у каждой марки телефонов был другой разъем. Это контрпродуктивно.

При этом у нас нет сомнений, что эта проблема рано или поздно будет решена. Должны появиться надежные, удобные, тщательно документированные, повсеместно распространенные общие открытые стандарты (платформы) умного дома, к которым будут легко подключаться любые подсистемы.”

В ближайшем будущем развитие систем умного дома и в целом IoT будет направлено в сторону унификации и стандартизации, переход к  наиболее удачным функциональным решениям.

Не решена проблема стабилизации

Проблема стабилизации положения воздушных аппаратов, качки судов, стабилизации и повышения безопасности автотранспорта, особенно двухколесного, чрезвычайно актуальна на современном уровне развития техники.

Также проблема перемещения шагом не решена для широкого класса устройств повышенной проходимости, использующих принцип ходьбы для перемещения. По мнению ведущих вузов и компаний-аналитиков США, выраженных в отчете A Roadmap for US Robotics 2016

Следующая проблема — передвижение по сильно пересеченной местности в условиях низкой или отсутствующей гравитации. Существующие роверы, работающие на Марсе и на Луне, не могут преодолевать сильно пересеченную, каменистую, скалистую и холмистую местности, сейчас для подобных задач требуется астронавт.

К решению проблемы передвижения и стабилизации в комплексе идут зарубежные и отечественные ученые. Boston Dynamics на днях представила нового колесного робота, который умеет совершать сложные динамические движения и удерживать равновесие.

Российские ученые из Кубанского университета разработали устройство AnyWalker, в котором двигательная система разделена с системой динамической стабилизации и позволяет решать вышеперечисленный набор задач.

“Основная идея AnyWalker — создать универсальный бытовой прибор, робота помощника, функциональность которого зависит только от программного обеспечения, которые устанавливаются на него.

Это может быть и игра с детьми и помощь по хозяйству и автоматизация производства”, — добавляет Игорь Рядчиков, заведующий лабораторией робототехники и мехатроники Кубанского госуниверситета, автор идеи AnyWalker.

Нет поддержки

В целом рынок отечественной робототехники пока сильно отстает от мирового, и это системный вопрос.

По данным НАУРР Россия потребляет 0,25% мирового рынка промышленных роботов, которые появляются на производстве в последнюю очередь: в приоритете у российских предпринимателей энергосберегающее производство.

На сегодняшний день в России нет взвешенной государственной программы на развитие робототехники.

Важно

В Китае, например, стратегически важные для развития страны предприятия освобождаются от налогов, получают субсидии на строительство новых производств и модернизацию существующих, получают поддержку по привлечению инвестиций. Тем не менее, в прошлом году по инициативе президента был создан Национальный центр развития технологий и базовых элементов робототехники, а «Сколково» активно вкладывается в робототехнические компании.

“Для того, чтобы появилась инфраструктура, нужен запрос от производства. Например, Adidas перенесли из Азии производство в Германию и полностью автоматизировали. Так, полный производственный цикл кроссовок занимает около 5 часов, тогда как аналогичный процесс традиционным путем потребует нескольких недель.

Подобные заводы уже строят Nike и Under Armour. Объединение автоматизации и локализации производства – это революция в производственном процессе, с которой невозможно конкурировать.

Отечественные производители не переходят на робототехническое производство, поскольку это требует инвестиций, и достаточно больших, а прецедентов в виде обанкротившихся из-за технологической отсталости компаний нет, — отмечает  Павел Фролов, продюсер робототехнического образовательного проекта «РОББО».

Индустрию двигает автомобилестроение: для автозаводов важна не только экономическая целесообразность, но и высокий уровень качества сборки.”

Игроки российского рынка хай-тек отмечают незаинтересованность большей части населения в новых технологиях. “Многие зачастую даже испытывают подсознательный негатив, недоверие и предубеждение по отношению к любым концептуально новым подходам и продуктам, даже если они недороги, полезны и высокого качества”, — подчеркивает Иван Медведков.

Есть возможности и перспективы

Робототехника, искусственный интеллект, умный дом — все это находится в самом начале пути своего развития. Многое еще будет переосмыслено, какие-то наши представления перевернутся с ног на голову.

Кто-то пророчит появление своего Стива Джобса в сферах ИИ и робототехники. Кто-то не верит в успех и уверен, что еще несколько поколений человечество не увидит существенного продвижения в технологиях.

Однако, важные проблемы всплывают уже сейчас и чем быстрее прогресс придет к их решению, тем ближе станет будущее.

Читать также: 

Источник: http://robotoved.ru/tochki_rosta/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector