Doctor Robot - le début de la robotique médicale

Il n'est pas nécessaire que ce soit le robot spécialisé contrôlant le bras de Luke Skywalker que nous avons vu dans Star Wars (1). Il suffit que la voiture tienne compagnie et peut-être divertisse les enfants malades à l'hôpital (2) - comme dans le projet ALIZ-E financé par l'Union Européenne.

Dans le cadre de ce projet, XNUMX Robots Naoqui ont été hospitalisés avec des enfants atteints de diabète sucré. Ils sont programmés pour des fonctions purement sociales, dotés de capacités de reconnaissance vocale et faciale, ainsi que de diverses tâches didactiques liées à l'information sur le diabète, son évolution, ses symptômes et ses méthodes de traitement.

Faire preuve d'empathie en tant que compagnons d'infortune est une excellente idée, mais des rapports arrivent de partout selon lesquels les robots prennent au sérieux le vrai travail médical. Parmi eux, par exemple, Veebot, créé par une startup californienne. Sa tâche est de prélever du sang pour analyse (3).

L'appareil est équipé d'un système de "vision" infrarouge et pointant la caméra sur la veine correspondante. Une fois qu'il l'a trouvé, il l'examine plus avant avec une échographie pour voir s'il rentre dans la cavité de l'aiguille. Si tout est en ordre, il plante une aiguille et prend du sang.

L'ensemble de la procédure prend environ une minute. La précision de sélection des vaisseaux sanguins de Veebot est de 83 %. Petit? Une infirmière faisant cela à la main a un résultat similaire. De plus, Veebot devrait dépasser 90 % au moment des essais cliniques.

1. Robot Docteur de Star Wars

2. Un robot qui accompagne les enfants à l'hôpital

Ils devaient travailler dans l'espace.

idée de construction robots chirurgicaux etc. Dans les années 80 et 90, la NASA américaine a construit des salles d'opération intelligentes qui devaient être utilisées comme équipement pour les engins spatiaux et les bases orbitales participant aux programmes d'exploration spatiale.

3. Veebot - un robot pour collecter et analyser le sang

Bien que les programmes aient été fermés, les chercheurs d'Intuitive Surgical ont continué à travailler sur la chirurgie robotique, des entreprises privées finançant leurs efforts. Le résultat fut da Vinci, introduit pour la première fois à la fin des années 90 en Californie.

Mais d'abord la première mondiale robot chirurgical approuvé et approuvé pour une utilisation en 1994 par la Food and Drug Administration des États-Unis était le système robotique AESOP.

Son travail consistait à tenir et à stabiliser les caméras lors de chirurgies mini-invasives. Vient ensuite ZEUS, un robot orientable à trois bras utilisé en chirurgie laparoscopique (4), très similaire au robot da Vinci qui viendra plus tard.

En septembre 2001, alors qu'il est à New York, Jacques Maresco retire la vésicule biliaire d'un patient de 68 ans dans une clinique strasbourgeoise à l'aide du système chirurgical robotisé ZEUS.

Probablement l'avantage le plus important de ZEUS, comme tout le monde robot chirurgical, était l'élimination complète de l'effet du tremblement des mains, dont souffrent même les chirurgiens les plus expérimentés et les meilleurs au monde.

4. Robot ZEUS et poste de contrôle

Le robot est précis grâce à l'utilisation d'un filtre approprié qui élimine les vibrations à une fréquence d'environ 6 Hz, typiques d'une poignée de main humaine. Le da Vinci (5) susmentionné est devenu célèbre au début de 1998 lorsqu'une équipe française a réalisé le premier pontage coronarien unique au monde.

Quelques mois plus tard, une chirurgie de la valve mitrale a été réalisée avec succès, c'est-à-dire chirurgie à l'intérieur du cœur. Pour la médecine de l'époque, il s'agissait d'un événement comparable à l'atterrissage de la sonde Pathfinder à la surface de Mars en 1997.

Les quatre bras de Da Vinci, se terminant par des instruments, pénètrent dans le corps du patient par de petites incisions dans la peau. L'appareil est contrôlé par un chirurgien assis à la console, équipé d'un système de vision technique, grâce auquel il visualise le site opéré en trois dimensions, en résolution HD, en couleurs naturelles et avec un grossissement 10x.

Cette technique avancée permet l'élimination complète des tissus malades, en particulier ceux affectés par les cellules cancéreuses, ainsi que l'inspection des endroits difficiles à atteindre, tels que le bassin ou la base du crâne.

D'autres médecins peuvent observer les opérations de Léonard de Vinci même dans des endroits distants de plusieurs milliers de kilomètres. Cela permet de réaliser des interventions chirurgicales complexes en utilisant les connaissances des spécialistes les plus réputés, sans les faire entrer dans la salle d'opération.

Types de robots médicaux Robots chirurgicaux - leur caractéristique la plus importante est une précision accrue et le risque d'erreur réduit associé. Travaux de réadaptation - faciliter et soutenir la vie des personnes ayant des déficiences fonctionnelles permanentes ou temporaires (pendant la période de récupération), ainsi que des personnes handicapées et des personnes âgées.  

Le groupe le plus important est utilisé pour : le diagnostic et la rééducation (généralement sous la supervision d'un thérapeute, et indépendamment par le patient, principalement en télérééducation), les changements de position et les exercices au lit (lits robotisés), l'amélioration de la mobilité (fauteuils roulants robotisés pour handicapés et exosquelettes) soins (robots), aide scolaire et professionnelle (espaces de travail robotisés ou salles robotisées) et thérapie de certains troubles cognitifs (robots thérapeutiques pour enfants et personnes âgées).

Les biorobots sont un groupe de robots conçus pour imiter les humains et les animaux que nous utilisons à des fins cognitives. Un exemple est un robot éducatif japonais utilisé par de futurs médecins pour se former à la chirurgie. Robots qui remplacent un assistant lors d'une opération - leur application principale concerne la capacité du chirurgien à contrôler la position de la caméra robotique, qui offre une bonne "vue" des sites opérés.

Il y a aussi un robot polonais

histoire robotique médicale en Pologne a été lancé en 2000 par des scientifiques de la Zabrze Cardiac Surgery Development Foundation, qui développaient un prototype de la famille de robots RobinHeart (6). Ils ont une structure segmentée qui vous permet de choisir le bon équipement pour diverses opérations.

Les modèles suivants ont été créés : RobinHeart 0, RobinHeart 1 - avec une base indépendante et contrôlée par un ordinateur industriel ; RobinHeart 2 - fixé à la table d'opération, avec deux supports sur lesquels vous pouvez installer des instruments chirurgicaux ou un chemin de visualisation avec une caméra endoscopique ; RobinHeart mc2 et RobinHeart Vision sont utilisés pour contrôler l'endoscope.

Initiateur, coordinateur, créateur d'hypothèses, de planification d'opérations et de nombreuses solutions de projets mécatroniques. Robot chirurgical polonais Robinhart était médecin. Zbigniew Nawrat. En collaboration avec le regretté Prof. Zbigniew Religa était le parrain de tous les travaux réalisés par des spécialistes de Zabrze en consultation avec des centres universitaires et des instituts de recherche.

Le groupe de concepteurs, d'électronique, d'informatique et de mécaniciens qui a travaillé sur RobinHeart était en consultation constante avec l'équipe médicale pour déterminer les correctifs à apporter.

«En janvier 2009, au Centre de médecine expérimentale de l'Université de médecine de Silésie à Katowice, lors du traitement d'animaux, le robot a facilement effectué toutes les tâches qui lui étaient assignées. Actuellement, des certificats sont délivrés pour cela.

6. Robot médical polonais RobinHeart

Lorsque nous trouverons des sponsors, il passera en production de masse », a déclaré Zbigniew Nawrat de la Fondation pour le développement de la chirurgie cardiaque à Zabrze. Le design polonais a beaucoup en commun avec l'américain da Vinci - il vous permet de créer une image 3D en qualité HD, élimine les tremblements de la main et les instruments pénètrent de manière télescopique dans le patient.

RobinHeart n'est pas contrôlé par des joysticks spéciaux, comme ceux de da Vinci, mais par des boutons. Polissage à une main robot chirurgien capable de manier jusqu'à deux outils, qui, de plus, peuvent être retirés à tout moment, par exemple, pour les utiliser manuellement.

Malheureusement, l'avenir du premier robot chirurgical polonais reste très incertain. Jusqu'à présent, il n'y a qu'un seul mc2 qui n'a pas encore opéré de patient vivant. Cause? Il n'y a pas assez d'investisseurs.

Le Dr Navrat les recherche depuis de nombreuses années, mais environ 40 millions de PLN sont nécessaires pour introduire les robots RobinHeart dans les hôpitaux polonais. En décembre de l'année dernière, un prototype de robot de suivi vidéo portable léger pour un large éventail d'applications cliniques a été présenté : RobinHeart PortVisionAble.

Sa construction a été financée par le Centre National de Recherche et de Développement, des fonds du Fonds de Développement de la Chirurgie Cardiaque et de nombreux mécènes. Cette année, il est prévu de sortir trois modèles de l'appareil. Si le comité d'éthique accepte de les utiliser dans une expérimentation clinique, ils seront testés en milieu hospitalier.

Pas seulement la chirurgie

Au début, nous avons mentionné des robots travaillant avec des enfants à l'hôpital et collectant du sang. La médecine pourrait trouver des usages plus « sociaux » à ces machines.

Un exemple est robot orthophoniste Bandit, créé à l'Université de Californie du Sud, est conçu pour soutenir la thérapie des enfants autistes. Il ressemble à un jouet conçu pour faciliter le contact avec les malades.

7. Robot Clara déguisé en infirmière

Il y a deux caméras dans ses "yeux", et grâce aux capteurs infrarouges installés, le robot, se déplaçant sur deux roues, est capable de déterminer la position de l'enfant et de prendre les mesures appropriées.

Par défaut, il essaie d'approcher le petit patient en premier, mais lorsqu'il s'enfuit, il s'arrête et lui fait signe d'approcher.

En règle générale, les enfants s'approchent du robot et forment un lien avec lui en raison de sa capacité à exprimer des émotions avec des "expressions faciales".

Cela permet aux enfants de s'impliquer dans le jeu, et la présence du robot facilite également les interactions sociales telles que la conversation. Les caméras du robot permettent également d'enregistrer le comportement de l'enfant, soutenant la thérapie fournie par le médecin.

Travaux de réhabilitation offrant précision et répétabilité, ils permettent d'effectuer des exercices sur des patients avec moins d'implication des thérapeutes, ce qui peut réduire les coûts et augmenter le nombre de personnes sous traitement (l'exosquelette supporté est considéré comme l'une des formes les plus avancées de robot de rééducation).

De plus, la précision, inaccessible pour une personne, permet de réduire la période de rééducation grâce à une plus grande efficacité. usage robots de rééducation cependant, la supervision par des thérapeutes est nécessaire pour assurer la sécurité. Les patients ne remarquent souvent pas trop de douleur pendant l'exercice, croyant à tort que, par exemple, une dose d'exercice plus élevée conduit à des résultats plus rapides.

Une sensation excessive de douleur est susceptible d'être rapidement remarquée par le fournisseur de thérapie traditionnelle, tout comme un exercice trop léger. Il est également nécessaire de prévoir la possibilité d'une interruption d'urgence de la rééducation à l'aide d'un robot, par exemple, en cas de défaillance de l'algorithme de contrôle.

Robot Clara (7), créé par USC Interaction Lab. robot infirmière. Il se déplace le long d'itinéraires prédéterminés, détectant les obstacles. Les patients sont reconnus par des codes de lecture placés à côté des lits. Le robot affiche des instructions préenregistrées pour les exercices de rééducation.

La communication à des fins de diagnostic avec le patient se fait par les réponses « oui » ou « non ». Le robot est destiné aux personnes après des interventions cardiaques qui doivent effectuer des exercices de spirométrie jusqu'à 10 fois par heure pendant plusieurs jours. Il a également été créé en Pologne. robot de rééducation.

Il a été développé par Michal Mikulski, un employé du Département de contrôle et de robotique de l'Université de technologie de Silésie à Gliwice. Le prototype était un exosquelette - un appareil porté sur la main du patient, capable d'analyser et d'améliorer la fonction musculaire. Cependant, cela ne pourrait servir qu'un seul patient et serait très coûteux.

Les scientifiques ont décidé de créer un robot stationnaire moins cher qui pourrait aider à la réhabilitation de n'importe quelle partie du corps. Cependant, avec tout l'engouement pour la robotique, il convient de rappeler que l'utilisation de robots en médecine il n'est pas seulement parsemé de roses. En chirurgie, par exemple, cela est associé à des coûts importants.

La procédure utilisant le système da Vinci, situé en Pologne, coûte environ 15 à 30 9. PLN, et après dix procédures, vous devez acheter un nouvel ensemble d'outils. NHF ne rembourse pas les coûts des opérations effectuées sur cet équipement pour un montant d'environ XNUMX millions de PLN.

Elle présente également l'inconvénient d'augmenter le temps nécessaire à l'intervention, ce qui oblige le patient à rester plus longtemps sous anesthésie et à être relié à une circulation artificielle (en cas de chirurgie cardiaque).