الروبوتات في الطب: مراجعة للتقنيات الحديثة. الطب الآلي: مرحبًا بكم في النانوسكين المستقبلي من جامعة ستانفورد

في مقالتي الأخيرة عن التطبيب عن بعد، ذكرت جراح الروبوت دافنشي، والذي تم تركيب حوالي 1000 منه في العالم اعتبارًا من عام 2010. لكن هذا ليس الإنجاز الوحيد للروبوتات المستخدمة في الطب.

في أي المجالات ولأي غرض يتم استخدام الروبوتات؟ في الجراحة، كمقدمي رعاية للأطفال وكبار السن، في التطبيب عن بعد وحتى في توصيل الأدوية. مزيد من التفاصيل - من فضلك، تحت الاختراق.

الربا

تم تقديم RIBA II في عام 2009. يمكن لهذا الإصدار من الروبوت رفع المرضى مباشرة من الأرض، في حين أن الروبوت الأول لا يمكنه رفعهم إلا من عربة الأطفال أو السرير. كما زادت سعة الحمولة إلى 176 رطلاً، أي حوالي 80 كجم، أي 41 رطلاً، أي بزيادة 18.5 كجم عن النسخة الأولى.

لماذا يحتاج اليابانيون إلى مثل هذا الروبوت؟ الأمر كله يتعلق بطول العمر. وفي اليابان، بحلول عام 2015، من المتوقع أن يصل عدد كبار السن الذين سيحتاجون إلى الرعاية إلى خمسة ملايين ونصف المليون شخص. فقط تخيل عدد الممرضات والممرضات الذين سيتعين عليهم رفع المرضى كل يوم من الفوتون إلى الكرسي المتحرك، ومن الكرسي المتحرك إلى السرير، والظهر، وما إلى ذلك. تعتبر الروبوتات أكثر ملاءمة لهذه الأغراض، وتسمح للممرضات بالقيام بعملهن - فقط رعاية كبار السن.

وهذا الروبوت مُدرج في موسوعة غينيس للأرقام القياسية باعتباره "الروبوت الأكثر علاجية في العالم". وهي مجهزة بالعديد من أجهزة الاستشعار - اللمس والضوء والصوت ودرجة الحرارة والموضع. وهذا ضروري للتواصل الجيد مع المريض ويساعد على تهدئة المريض.

كيبون يفعل نفس الشيء، لكني أعتقد أنه أقل لطفًا. يرقص ويتفاعل مع اللمس.

روبوت في متناول اليد

كما تم تصميم روبوت باناسونيك لتوصيل الأدوية من الصيدلية إلى المرضى. يمكن للنسخة الأولى من هذا الروبوت بالفعل تخزين معلومات حول 400 مريض وصرف الأدوية وفقًا للوصفة الطبية بناءً على طلب المريض أو الممرضة.

التواجد عن بعد

في الواقع الروسي، يكاد يكون من المستحيل استخدام مثل هذه الروبوتات، لأن لدينا مشاكل مع المنحدرات في كل مكان - سواء عند مدخل العيادات أو داخلها. لذلك سيكون الروبوت قادرًا على التحرك فقط داخل طابق واحد على الأكثر، وعلى الأقل داخل الغرفة، غير قادر على التغلب على عتبة ضخمة.

بي آر-7

Vgo - يتم التحكم عبر 4G.

جراحة

في جراحة العظام، بدأ استخدام RoboDoc لاستبدال المفاصل في عام 1992.

في وقت لاحق، ظهر المساعدون زيوس وإيسوب، ولكن لا يزال هو الرئيسي الممثلكان هناك جراح أثناء العملية. وفي أواخر التسعينيات، تغير هذا مع ظهور دافنشي، وهو روبوت لإجراء العمليات الجراحية عن بعد.

يرى الجراح الموجود على وحدة التحكم المنطقة بتنسيق ثلاثي الأبعاد مع تكبير متعدد ويعمل باستخدام عصا التحكم. في هذا الوقت، يقوم الروبوت ذو الأذرع الأربعة بتنفيذ العملية. في البداية لم تكن الصورة ثلاثية الأبعاد بالطبع، ولكن بعد ذلك تم حل هذه المشكلة.

دقيقة المحولات: تم تصميم تقنية ARES من العلماء الإيطاليين لتنفيذ العمليات دون حدوث أضرار جلد. لأن المريض يبتلعه أجزاءً، ويخرج أيضاً من خلال الأمعاء. في الداخل، يقوم الروبوت بتجميع نفسه، وبعد ذلك يقوم الجراح بإجراء العملية.

التدريب: محاكيات المرضى

يعتبر الروبوت الأكثر وظيفية من هذا النوع هو HPS (محاكي المريض البشري). فهو يخزن 30 ملفًا مختلفًا للمريض، تختلف في علم وظائف الأعضاء وردود الفعل الفردية للأدوية. يمكن أن تكون هذه ملفات تعريف لطفل سليم لامرأة حامل ومسن مدمن على الكحول. يتغير النبض، الذي يمكن رؤيته في الشرايين السباتية والعضدية والفخذية والقطرية المأبضية، اعتمادًا على الضغط، ويقوم الروبوت بزفير ثاني أكسيد الكربون، الذي يتم عرضه على الشاشات، ويتفاعل تلاميذه مع الضوء.

إنها نفس القصة مع أطباء الأسنان. توقف عن تقطيع الفقراء بأسنان سيئة! تدريب على القطط أولا. في الصورة - Hanako 2، أصله من اليابان، وهو أمر واضح على الفور.

يرجى الكتابة في التعليقات عما يجب أن تكون عليه الروبوتات الأخرى في هذا المنشور.

• >>
• آخر

الروبوتات الطبية اليوم وغدًا

لقد كان الطب دائمًا معقدًا، واليوم يتم الحديث عنه باعتباره أحد أكثر المجالات تعقيدًا التي أتقنتها البشرية. ومع ذلك، يمكن للروبوتات الطبية إجراء تشخيصات دقيقة وتقديم العلاج، وقريبًا جدًا ستتقن المجالات الطبية الأخرى.

نحن نولد ونحيا وفي النهاية نموت. هذا صحيح. ومع ذلك، فإن جودة حياتنا غالبًا ما ترتبط بصحتنا. بشكل عام، كلما كنا أكثر صحة، كلما تمكنا من تحقيق المزيد - وبالتالي، نحن أكثر سعادة.

ولهذا السبب كانت الصحة دائمًا مشكلة. في الوقت الحالي، قطع الطب شوطا طويلا مقارنة بزمن أبقراط. الآن يمكن للناس إجراء عمليات معقدة للغاية، وابتكار أدوية لأمراض مختلفة، وما إلى ذلك. السؤال الذي يطرح نفسه: هل يمكن للطب أن يذهب أبعد من ذلك وكيف؟

الجواب على الجزء الأول من السؤال هو "بالتأكيد". ومع ذلك، قد تختلف الإجابات على الجزء الثاني. هناك العديد من المجالات البارزة التي يمكن أن تغير مسار التاريخ الطبي، مثل الخلايا الجذعية. ومع ذلك، فأنا على ثقة من أن مجال الروبوتات والمجالات المرتبطة بالروبوتات مثل الإلكترونيات الطبية والميكاترونكس الحيوية سوف تلعب دورًا كبيرًا في الطب في المستقبل القريب.

في الواقع، هناك الكثير من الأشياء المثيرة للاهتمام التي تحدث في هذه المناطق في الوقت الحالي. لذا سأحاول في هذا القسم من موقعي تسليط الضوء على الأسئلة المتعلقة بالروبوتات الطبية والمجالات المتعلقة بالروبوتات في الطب الآن وفي المستقبل.

العمليات باستخدام الروبوت

الروبوتات الطبية التي يمكنها إجراء العمليات الجراحية تبدو رائعة، أليس كذلك؟ جميع الروبوتات الجراحية الموجودة هذه الأيام هي في الواقع أدوات مناورة مصنوعة بذكاء ويتحكم فيها أطباء أكفاء. هناك بعض التحديات فيما يتعلق بمستوى الذكاء الاصطناعي المطلوب للعمل بشكل مستقل، ولكن يمكن تحقيق ذلك يومًا ما.

يوجد حاليًا مجالان يتم فيهما تطوير واختبار الروبوتات الجراحية. أحدها عبارة عن روبوت عن بعد يسمح للطبيب بإجراء عملية جراحية عن بعد. مجال آخر هو الجراحة طفيفة التوغل - حيث يتم إجراء العملية بدون قطع كبير.

يعد نظام الجراحة الروبوتية دافنشي أحد الأمثلة البارزة على استخدام الروبوتات للأغراض الجراحية. يتم استخدام أكثر من ألف وحدة في جميع أنحاء العالم. اقرأ المزيد عن الجراحة الروبوتية بشكل عام.

الروبوتات هم موظفو المستشفى الجدد

المستشفيات تشبه إلى حد ما المصانع. هناك العديد من المهام الدنيوية. على سبيل المثال - حمل الأشياء، ونقل العينات من جهاز إلى آخر، والتنظيف. هناك أيضًا مهام تتطلب بعض القوة. على سبيل المثال، رفع ونقل المرضى.

أعتقد أنك أدركت أن هناك العديد من المهام التي يمكن للروبوتات الطبية القيام بها. كانت هناك بعض التطورات في هذا المجال - هناك روبوتات مخصصة للاستخدام في المختبرات، وهناك AGV (مركبة موجهة آلية) مخصصة للاستخدام في المستشفيات.

وبقدر ما أعرف، فإن معظمهم في مرحلة الاختبار. ومع ذلك، فهي بالتأكيد مهمة قابلة للتنفيذ.

الروبوتات العلاجية

الروبوتات الطبية المستخدمة في العلاج. الفكرة وراء ذلك تشبه إلى حد كبير العلاج بالحيوانات، فقط الروبوتات هي التي يمكن التنبؤ بها بشكل أكبر. اقرأ المزيد عن الروبوتات العلاجية.

الأطراف الاصطناعية البيولوجية

هذا مجال متعلق بالروبوتات. لا يمكن اعتبار النتيجة روبوتًا، لكن التخصصات المتضمنة متشابهة جدًا - الذكاء الاصطناعي والإلكترونيات والميكانيكا وغير ذلك الكثير.

الحلم الكبير هو أنه في يوم من الأيام ستكون هناك أذرع إلكترونية وأرجل إلكترونية جيدة وعملية (أو حتى أفضل) كأطرافنا الطبيعية. التطور الأخير في هذا المجال مذهل للغاية. تعمل العديد من الشركات في هذا المجال، ومن بين الشركات التي أعرفها شركة Ossur وOtto Bock وTouch Bionics.

تطبيق واستخدام الروبوتات في الطب في المستقبل

وربما سيكون هذا ممكنا في المستقبل. والفكرة هي تطوير أجهزة يصل حجمها إلى بضعة نانومترات، ومن هنا جاء اسم الروبوتات النانوية. ويمكن بعد ذلك استخدام هذه الأجهزة الصغيرة طرق مختلفة. على سبيل المثال، لإصلاح كسر في العظام أو توصيل الدواء إليه المكان الصحيحأو لتدمير الخلايا السرطانية.

الامكانيات محدودة فقط بتوقعك. إن الروبوتات النانوية حاليًا في مرحلة البحث والتطوير، لذا فإن هذا في الواقع مجرد خيال.

دا فينشي

غاية: دكتور جراح

كيف تعمل: في الوقت الحالي، لا يعد الجراح الآلي آلية تعمل بشكل مستقل، ولكنه أداة مطيعة تزن 500 كيلوغرام في يد الطبيب. تحتوي وحدة التشغيل على أربعة "أذرع". ثلاثة منهم تنتهي بأدوات جراحية مصغرة - المبضع والمشابك، والرابع يتحكم في كاميرا فيديو صغيرة. يتم إجراء عملية دافنشي من خلال ثقوب سنتيمترية، لذا فإن الكاميرا ليست ضرورية، لكن المريض لا يترك أي ندوب تقريبًا. عندما يقوم الروبوت "بإلقاء تعويذة" على المريض، يجلس الجراح البشري على وحدة التحكم على مسافة من الطاولة. يتلاعب الطبيب بعصا التحكم التي تنقل حركات الأصابع واليد إلى "يدي" دافنشي بدقة متناهية. مثل يد الإنسان، لديهم سبع درجات من الحرية، لكن المتلاعبين أقوى بكثير، ولا يتعبون ويتجمدون على الفور إذا أطلق الجراح عصا التحكم. يتحكم الطبيب في تصرفاته من خلال العدسة التي تستقبل صورة مكبرة تصل إلى 12 مرة من كاميرا الفيديو.

أين يتم استخدامه؟: يعمل الجراحون الآليون دافنشي في مئات العيادات حول العالم. هناك 20 جهازًا من هذا القبيل في روسيا. أحدهم موجود في المركز الفيدرالي للقلب والدم والغدد الصماء الذي سمي باسمه. في.أ. ألمازوف (سانت بطرسبرغ)، حيث يجري دافنشي حوالي مائة عملية سنوياً. "نقطة قوته" هي الإزالة الدقيقة والدقيقة للزوائد: الأورام، الفتق، تمدد الأوعية الدموية.

الصورة: وكالة فرانس برس/أخبار الشرق، كوربيس/فوتو إس إيه، باناسونيك، ديوميديا، رويترز/فوستوك فوتو، آي بي إم

واليوم، تحاول المجموعات البحثية حول العالم معرفة مفهوم استخدام الروبوتات في الطب. على الرغم من أنه ربما يكون من الأصح أن نقول "لقد وجدته بالفعل". انطلاقا من عدد التطورات واهتمام المجموعات العلمية المختلفة، يمكن القول أن إنشاء الروبوتات الطبية الدقيقة أصبح الاتجاه الرئيسي. يتضمن ذلك أيضًا الروبوتات ذات البادئة "nano-". علاوة على ذلك، تم تحقيق النجاحات الأولى في هذا المجال مؤخرا نسبيا، قبل ثماني سنوات فقط.

في عام 2006، أجرى فريق من الباحثين بقيادة سيلفان مارتل أول تجربة ناجحة في العالم عن طريق إدخال روبوت صغير بحجم كرة القلم في الشريان السباتي لخنزير حي. في الوقت نفسه، تحرك الروبوت على طول جميع "الإحداثيات" المخصصة له. وعلى مر السنين منذ ذلك الحين، تطورت الروبوتات الدقيقة إلى حد ما.

أحد الأهداف الرئيسية للمهندسين اليوم هو إنشاء مثل هذا الروبوتات الطبيةوالتي ستكون قادرة على التحرك ليس فقط على طول الشرايين الكبيرة، ولكن أيضًا عبر الأوعية الدموية الضيقة نسبيًا. وهذا من شأنه أن يجعل من الممكن إجراء أنواع معقدة من العلاج دون مثل هذه الجراحة المؤلمة.

لكن هذه ليست الميزة المحتملة الوحيدة للروبوتات الصغيرة. بادئ ذي بدء، ستكون مفيدة في علاج السرطان، وتحديدًا توصيل الدواء مباشرة إلى التكوين الخبيث. من الصعب المبالغة في تقدير قيمة هذه الفرصة: أثناء العلاج الكيميائي، يتم إعطاء الأدوية من خلال الوريد، مما يسبب ضربة قوية للجسم بأكمله. في الواقع، إنه سم قوي يضر بالعديد من الأعضاء الداخلية، وبالنسبة للشركة، فإنه يضر بالورم نفسه. وهذا مشابه للقصف الشامل لتدمير هدف واحد صغير.

تقع مهمة إنشاء مثل هذه الروبوتات الدقيقة عند تقاطع عدد من التخصصات العلمية. على سبيل المثال، من وجهة نظر الفيزياء - كيفية جعل مثل هذا الجسم الصغير يتحرك بشكل مستقل في سائل لزج، وهو الدم؟ من وجهة نظر هندسية، كيف يتم تزويد الروبوت بالطاقة وكيفية تتبع حركة جسم صغير في جميع أنحاء الجسم؟ من وجهة نظر بيولوجية، ما هي المواد التي يجب استخدامها لصنع الروبوتات حتى لا تضر جسم الإنسان؟ ومن الناحية المثالية، يجب أن تكون الروبوتات قابلة للتحلل، بحيث لا يلزم حل مشكلة إزالتها من الجسم.

أحد الأمثلة على كيفية "تلويث" الروبوتات الدقيقة لجسم المريض هو "الصاروخ الحيوي".

هذا الإصدار من الروبوت الصغير عبارة عن قلب من التيتانيوم محاط بقشرة من الألومنيوم. قطر الروبوت 20 ميكرون. يتفاعل الألومنيوم مع الماء، حيث تتشكل فقاعات الهيدروجين على سطح القشرة، مما يدفع الهيكل بأكمله. في الماء، يطفو مثل هذا "الصاروخ الحيوي" في ثانية واحدة على مسافة تساوي 150 من أقطاره. ويمكن مقارنة ذلك بشخص يبلغ طوله مترين ويسبح مسافة 300 متر في الثانية في 12 حوض سباحة. يعمل هذا المحرك الكيميائي لمدة 5 دقائق تقريبًا بفضل إضافة الغاليوم، مما يقلل من كثافة تكوين طبقة الأكسيد. أي أن الحد الأقصى لاحتياطي الطاقة يبلغ حوالي 900 ملم في الماء. يتم ضبط اتجاه الحركة للروبوت بواسطة مجال مغناطيسي خارجي، ويمكن استخدامه للتوصيل المستهدف للأدوية. ولكن فقط بعد أن تجف "الشحنة"، سيجد المريض تناثرًا من الكرات الصغيرة بقشرة من الألومنيوم، والتي ليس لها تأثير مفيد على جسم الإنسان، على عكس التيتانيوم المحايد بيولوجيًا.

ويجب أن تكون الروبوتات الصغيرة صغيرة جدًا بحيث لا يمكن توسيع نطاق التقنيات التقليدية إلى الحجم المطلوب. كما أنها لا تنتج أي أجزاء قياسية ذات حجم مناسب. وحتى لو فعلت ذلك، فهي ببساطة لن تكون مناسبة لمثل هذه الاحتياجات المحددة. ولذلك، فإن الباحثين، كما حدث مرات عديدة في تاريخ الاختراعات، يستلهمون من الطبيعة. على سبيل المثال، في نفس البكتيريا. على المستوى الجزئي، وحتى على المستوى النانوي، تنطبق قوانين فيزيائية مختلفة تمامًا. على وجه الخصوص، الماء هو سائل لزج للغاية. ولذلك فمن الضروري تطبيق حلول هندسية أخرى لضمان حركة الروبوتات الدقيقة. غالبًا ما تحل البكتيريا هذه المشكلة بمساعدة الأهداب.

في وقت سابق من هذا العام، قام فريق من الباحثين من جامعة تورنتو بإنشاء نموذج أولي لروبوت صغير يبلغ طوله 1 ملم، يتم التحكم فيه بواسطة مجال مغناطيسي خارجي ومجهز بمقبضين. تمكن المطورون من بناء جسر بمساعدتها. أيضًا، يمكن استخدام هذا الروبوت ليس فقط لتوصيل الأدوية، ولكن أيضًا الترميم الميكانيكيالأقمشة في نظام الدورة الدمويةوالأعضاء.

الروبوتات العضلية

هناك اتجاه آخر مثير للاهتمام في مجال الروبوتات الدقيقة وهو الروبوتات التي تحركها العضلات. على سبيل المثال، يوجد مثل هذا المشروع: خلية عضلية يتم تحفيزها بالكهرباء، ويرتبط بها الروبوت، ويتكون "عمودها الفقري" من هيدروجيل.

يقوم هذا النظام بشكل أساسي بنسخ المحلول الطبيعي الموجود في أجسام العديد من الثدييات. على سبيل المثال، في جسم الإنسان، تنتقل تقلصات العضلات إلى العظام عن طريق الأوتار. في هذا الروبوت الحيوي، عندما تنقبض الخلية تحت تأثير الكهرباء، تنحني "السلسلة" وتنجذب القضبان المستعرضة، التي تعمل كأرجل، إلى بعضها البعض. إذا تحرك أحدهم مسافة أقصر عند ثني "السلسلة"، فإن الروبوت يتحرك نحو هذه "الساق".

هناك رؤية أخرى لما يجب أن تكون عليه الروبوتات الطبية الدقيقة: ناعمة، تكرر أشكال الكائنات الحية المختلفة. على سبيل المثال، هنا نحلة آلية (RoboBee).

صحيح أنه ليس مخصصًا للأغراض الطبية، بل لعدد من الأغراض الأخرى: تلقيح النباتات، وعمليات البحث والإنقاذ، والكشف المواد السامة. مؤلفو المشروع، بالطبع، لا يقومون بنسخ السمات التشريحية للنحلة بشكل أعمى. وبدلاً من ذلك، يقومون بتحليل جميع أنواع "التصاميم" للكائنات الحية للحشرات المختلفة بعناية، ويقومون بتكييفها وتنفيذها في الميكانيكا.

أو مثال آخر على استخدام "الهياكل" المتوفرة في الطبيعة - روبوت صغير على شكل رخويات ذات صدفتين. يتحرك عن طريق رفرفة اللوحات، وبالتالي إنشاء تيار نفاث. ويبلغ حجمه حوالي 1 ملم، ويمكن أن يطفو داخل الإنسان مقلة العين. مثل معظم الروبوتات الطبية الأخرى، يستخدم هذا "الرخوي" مجالًا مغناطيسيًا خارجيًا كمصدر للطاقة. ولكن هناك فرق مهم - فهو يتلقى الطاقة فقط للحركة، والحقل نفسه لا يحركه، على عكس معظم الأنواع الأخرى من Microrobots.

الروبوتات الكبيرة

بالطبع، مع وجود روبوتات صغيرة فقط في الحديقة معدات طبيةغير محدود. في أفلام وكتب الخيال العلمي، عادة ما يتم تقديم الروبوتات الطبية كبديل للجراحين البشريين. مثلًا، هذا نوع من الأجهزة الكبيرة التي تقوم بسرعة وبدقة شديدة بإجراء جميع أنواع التلاعب الجراحي. وليس من المستغرب أن تكون هذه الفكرة من أولى الأفكار التي تم تنفيذها. وبطبيعة الحال، فإن الروبوتات الجراحية الحديثة ليست قادرة على استبدال الشخص بالكامل، ولكنها بالفعل موثوقة تمامًا في الخياطة. كما أنها تستخدم كامتداد لأيدي الجراح، كمتلاعبين.

ومع ذلك، لا تزال المناقشات مستمرة في المجتمع الطبي بشأن مدى استصواب استخدام مثل هذه الآلات. ويرى العديد من الخبراء أن مثل هذه الروبوتات لا تقدم أي فوائد خاصة، ونظرًا لسعرها المرتفع، فإنها تزيد بشكل كبير من تكلفة الخدمات الطبية. ومن ناحية أخرى، هناك دراسة تظهر أن مرضى سرطان البروستاتا الذين يخضعون لعملية جراحية بمساعدة الروبوت يحتاجون إلى استخدام أقل كثافة في وقت لاحق. الأدوية الهرمونيةوالعلاج الإشعاعي. بشكل عام، ليس من المستغرب أن جهود العديد من العلماء كانت تهدف إلى إنشاء روبوتات صغيرة.

أحد المشاريع المثيرة للاهتمام هو Robonaut، وهو روبوت للتطبيب عن بعد مصمم لمساعدة رواد الفضاء. لا يزال هذا مشروعًا تجريبيًا، ولكن يمكن استخدام هذا النهج ليس فقط لتوفير التدريب للأشخاص المهمين والمكلفين مثل رواد الفضاء. ويمكن أيضًا استخدام روبوتات التطبيب عن بعد لتقديم المساعدة في مختلف المناطق التي يصعب الوصول إليها. بالطبع، لن يكون هذا أمرًا مستحسنًا إلا إذا كان تثبيت الروبوت في مستوصف بعض التايغا أو القرى الجبلية النائية أرخص من الاحتفاظ بمسعف على كشوف المرتبات.

ويعتبر هذا الروبوت الطبي أكثر تخصصًا، فهو يستخدم لعلاج الصلع. يقوم ARTAS تلقائيًا "باستخراج" بصيلات الشعر من فروة رأس المريض بناءً على صور عالية الدقة. ثم يقوم طبيب بشري بحقن "الحصاد" يدويًا في مناطق الصلع.

ومع ذلك، فإن عالم الروبوتات الطبية ليس رتيبًا على الإطلاق كما قد يبدو لشخص عديم الخبرة. علاوة على ذلك، فهو يتطور بنشاط، ويتم تجميع الأفكار والنتائج التجريبية، ويتم البحث عن الأساليب الأكثر فعالية. ومن يدري، فربما تعني كلمة "جراح" في حياتنا طبيبًا ليس بمشرط، بل بجرة من الروبوتات الدقيقة التي لن تحتاج إلا إلى ابتلاعها أو إدخالها عبر الوريد.

كان النصف الثاني من القرن العشرين فترة تطور مكثف في جميع مجالات العلوم والتكنولوجيا والإلكترونيات والروبوتات. أصبح الطب أحد العوامل الرئيسية لإدخال الروبوتات والذكاء الاصطناعي. الهدف الاساسيإن تطوير الروبوتات الطبية يتميز بالدقة العالية وجودة الخدمة، مما يزيد من كفاءة العلاج، ويقلل من مخاطر الضرر على صحة الإنسان. لذلك، سنتناول في هذا المقال طرق العلاج الجديدة، وكذلك استخدام الروبوتات والأنظمة الآلية في مختلف مجالات الطب.

في منتصف السبعينيات، ظهر أول روبوت طبي متنقل ASM في مستشفى في فيرفاكس، فيرجينيا، الولايات المتحدة الأمريكية، والذي كان ينقل حاويات بها صواني لإطعام المرضى. في عام 1985، شهد العالم لأول مرة النظام الجراحي الآلي PUMA 650، المصمم خصيصًا لجراحة الأعصاب. وبعد ذلك بقليل، تلقى الجراحون مناورًا جديدًا لـ PROBOT، وفي عام 1992 ظهر نظام RoboDoc، والذي تم استخدامه في جراحة العظام لاستبدال المفاصل. وبعد مرور عام، قامت شركة Computer Motion Inc. قدمت ذراع Aesop الأوتوماتيكية لحمل كاميرا الفيديو وتغيير موضعها أثناء العمليات الجراحية بالمنظار. وفي عام 1998، أنشأت نفس الشركة المصنعة نظام ZEUS أكثر تقدما. لم يكن كلا النظامين مستقلين تمامًا، وكانت مهمتهما مساعدة الأطباء أثناء العمليات. في أواخر التسعينيات، قامت شركة التطوير Intuitive Surgical Inc بإنشاء نظام جراحي آلي عالمي يتم التحكم فيه عن بعد - Da Vinci، والذي يتم تحسينه كل عام ولا يزال يتم تنفيذه في العديد من المراكز الطبية حول العالم.

تصنيف الروبوتات الطبية:

حاليا، تلعب الروبوتات دورا هائلا في تطوير الطب الحديث. أنها تساهم في العمل الدقيق أثناء العمليات، وتساعد على التشخيص وإجراء التشخيص الصحيح. فهي تحل محل الأطراف والأعضاء المفقودة، وتستعيد القدرات البدنية للشخص وتحسنها، وتقلل من وقت العلاج في المستشفى، وتوفر الراحة والاستجابة والراحة، وتوفر التكاليف المالية للرعاية.

هناك عدة أنواع من الروبوتات الطبية، تختلف في وظائفها وتصميمها، بالإضافة إلى نطاق تطبيقها في مختلف مجالات الطب:

الجراحون الآليون والأنظمة الجراحية الروبوتية- يستخدم للمعقدة العمليات الجراحية. إنها ليست أجهزة قائمة بذاتها، ولكنها أداة يتم التحكم فيها عن بعد توفر للطبيب الدقة، وزيادة البراعة والقدرة على التحكم، وقوة ميكانيكية إضافية، وتقلل من إجهاد الجراح، وتقلل من خطر إصابة الفريق الجراحي بالتهاب الكبد الوبائي وفيروس نقص المناعة البشرية وأمراض أخرى.

روبوتات محاكاة المرضى- مصممة لتطوير مهارات اتخاذ القرار والتدخلات الطبية العملية في علاج الأمراض. تعمل هذه الأجهزة على إعادة إنتاج وظائف الأعضاء البشرية بشكل كامل، ومحاكاة السيناريوهات السريرية، والاستجابة لإدارة الدواء، وتحليل تصرفات المتدربين والاستجابة وفقًا للتأثيرات السريرية.

الهياكل الخارجية والأطراف الاصطناعية الروبوتية- تساعد الهياكل الخارجية على زيادة القوة البدنية وتساعد في عملية تعافي الجهاز العضلي الهيكلي. الأطراف الاصطناعية الروبوتية - الغرسات التي تحل محل الأطراف المفقودة، وتتكون من عناصر ميكانيكية وكهربائية، وأجهزة تحكم دقيقة ذات ذكاء اصطناعي، ويمكن أيضًا التحكم فيها بواسطة النهايات العصبيةشخص.

الروبوتات للمؤسسات الطبية والمساعدين الروبوتيين- بديل للممرضين والممرضات ومقدمي الرعاية والمربيات وغيرهم من العاملين الطبيين، القادرين على توفير الرعاية والاهتمام للمريض، والمساعدة في إعادة التأهيل، وضمان التواصل المستمر مع الطبيب المعالج، ونقل المريض.

الروبوتات النانوية- الروبوتات الدقيقة التي تعمل في جسم الإنسان على المستوى الجزيئي. مصممة للتشخيص والعلاج أمراض السرطان، وإجراء البحوث على الأوعية الدموية واستعادة الخلايا التالفة، ويمكنه تحليل بنية الحمض النووي، وتصحيحه، وتدمير البكتيريا والفيروسات، وما إلى ذلك.

الروبوتات الطبية المتخصصة الأخرى- موجود كمية كبيرةالروبوتات التي تساعد في عملية علاجية أو أخرى للإنسان. على سبيل المثال، الأجهزة القادرة على تحريك مباني المستشفى وتطهيرها وتسويتها تلقائيًا، وقياس النبض، وأخذ الدم للتحليل، وإنتاج الأدوية وصرفها، وما إلى ذلك.

دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل نوع من أنواع الروبوتات باستخدام أمثلة للأجهزة الآلية الحديثة التي تم تطويرها وتنفيذها في العديد من مجالات الطب.

الجراحون الآليون والأنظمة الجراحية الروبوتية:

أشهر جراح آلي في العالم كله هو جهاز دافنشي. ويزن الجهاز، الذي تصنعه شركة Intuitive Surgical، نصف طن، ويتكون من كتلتين، إحداهما عبارة عن وحدة تحكم مصممة للمشغل، والثانية عبارة عن آلة ذات أربعة أذرع تعمل بمثابة جراح. ويتمتع المناول ذو المعصمين الاصطناعيين بسبع درجات من الحرية، تشبه اليد البشرية، ونظام تصور ثلاثي الأبعاد يعرض صورة ثلاثية الأبعاد على الشاشة. يزيد هذا التصميم من دقة حركات الجراح، ويزيل ارتعاشات اليد والحركات غير الملائمة، ويقلل من طول الشقوق وفقدان الدم أثناء الجراحة.

الجراح الآلي دافنشي

بمساعدة الروبوت من الممكن تنفيذ عدد كبير من العمليات المختلفة مثل الترميم الصمام المتري، إعادة تكوين عضلة القلب، استئصال أنسجة القلب، تركيب جهاز تنظيم ضربات القلب النخابي لإعادة المزامنة البطينية، جراحة الغدة الدرقية، تحويل مسار المعدة، تثنية قاع نيسن، استئصال الرحم واستئصال الورم العضلي، جراحة العمود الفقري، استبدال القرص، استئصال الغدة الصعترية - جراحة إزالة الغدة الصعترية، استئصال الفص الرئوي، العمليات الجراحية في المسالك البولية ، استئصال المريء، استئصال ورم المنصف، استئصال البروستاتا الجذري، رأب الحويضة، إزالة المثانة، ربط وربط البوق، استئصال الكلية الجذري واستئصال الكلى، إعادة زرع الحالب وغيرها.

يوجد حاليًا صراع على سوق الروبوتات الطبية والأنظمة الجراحية الآلية. يتوق العلماء وشركات الأجهزة الطبية إلى تنفيذ أجهزتهم، ولهذا السبب تظهر المزيد والمزيد من الأجهزة الروبوتية كل عام.

من بين المنافسين لـ Da Vinci الروبوت الجراحي الجديد MiroSurge المصمم لجراحة القلب، والذراع الآلي من UPM للإدخال الدقيق للإبر والقسطرة والأدوات الجراحية الأخرى في العمليات الجراحية البسيطة، ومنصة جراحية تسمى IGAR من CSII، وهو نظام آلي -Sensei قسطرة X، من تصنيع شركة Hansen Medical Inc عمليات معقدةعلى القلب، نظام زراعة الشعر ARTAS من Restoration Robotics، والنظام الجراحي Mazor Renaissance الذي يساعد في إجراء العمليات الجراحية في العمود الفقري والدماغ، وجراح روبوت من علماء من معهد SSSA Biorobotics، ومساعد روبوت لتتبع الأدوات الجراحية من GE Global البحوث، قيد التطوير حاليا، وغيرها الكثير. تعمل الأنظمة الجراحية الروبوتية كمساعدين أو مساعدين للأطباء وليست أجهزة مستقلة تمامًا.

الجراح الروبوتي MiroSurge

جراح الروبوت من UPM

الروبوت الجراح IGAR

القسطرة الروبوتية Sensei X

نظام زراعة الشعر الآلي ARTAS

الجراح الروبوتي مازور رينيسانس

جراح الروبوت من معهد SSSA Biorobotics

روبوت تتبع الأدوات الجراحية من شركة GE Global Research

روبوتات محاكاة المرضى:

ولتطوير المهارات العملية لأطباء المستقبل، هناك عارضات أزياء روبوتية خاصة تعيد إنتاج السمات الوظيفية للقلب والأوعية الدموية والجهاز التنفسي، أنظمة إفراز، وكذلك الرد بشكل لا إرادي عليه إجراءات مختلفةالطلاب، على سبيل المثال، عند إعطاء الأدوية الدوائية. جهاز محاكاة المريض الآلي الأكثر شعبية هو HPS (محاكي المريض البشري) من الشركة الأمريكية METI. يمكنك توصيل جهاز مراقبة بجانب السرير به وتتبع ضغط الدم والنتاج القلبي وتخطيط القلب ودرجة حرارة الجسم. الجهاز قادر على استهلاك الأكسجين وإطلاق ثاني أكسيد الكربون، تمامًا مثل التنفس الحقيقي. أثناء التخدير، قد يتم امتصاص أكسيد النيتروز أو إطلاقه. توفر هذه الوظيفة التدريب على المهارات تهوية صناعيةرئتين. تستطيع حدقة عين الروبوت التفاعل مع الضوء، وتغلق الجفون المتحركة أو تفتح اعتمادًا على ما إذا كان المريض واعيًا. يتم الشعور بالنبض في الشرايين السباتية والعضدية والفخذية والشعاعية المأبضية، والتي تتغير تلقائيًا وتعتمد على ضغط الدم.

يحتوي جهاز محاكاة HPS على 30 ملفًا شخصيًا للمريض مع بيانات فسيولوجية مختلفة، ومحاكاة زوج سليم، وامرأة حامل، وشخص مسن، وما إلى ذلك. أثناء عملية التدريب، يتم محاكاة سيناريو سريري محدد، يصف المشهد وحالة المريض، والأهداف، المعدات اللازمةوالأدوية. ويمتلك الروبوت مكتبة دوائية تتكون من 50 دواء، من بينها أدوية التخدير الغازي والأدوية الوريدية. ويتم التحكم في المانيكان عن طريق جهاز كمبيوتر لاسلكي، مما يسمح للمدرس بمراقبة جميع جوانب العملية التعليمية بجوار الطالب مباشرة.

تجدر الإشارة إلى أن عارضات أزياء محاكاة الأمومة، على سبيل المثال GD/F55، تحظى بشعبية كبيرة. وهو مصمم لتدريب العاملين في المجال الطبي في أقسام أمراض النساء والتوليد، مما يسمح لك بتطوير المهارات والقدرات العملية في أمراض النساء والتوليد وطب الأطفال حديثي الولادة وطب الأطفال، عناية مركزةوالرعاية التمريضية في جناح الولادة. الروبوت Simroid يقلد المريض على كرسي طبيب الأسنان، تجويف الفميكرر بالضبط الإنسان. الجهاز قادر على محاكاة الأصوات والآهات التي يصدرها الإنسان إذا كان يتألم. توجد أجهزة محاكاة روبوتية لتدريس تقنيات التلاعب. هذه في الواقع دمية لشخص لديه محاكاة للأوردة والأوعية المصنوعة من الأنابيب المرنة. على مثل هذا الجهاز، يمارس الطلاب مهارات الفصد، والقسطرة، وبزل الوريد.

الهياكل الخارجية والأطراف الاصطناعية الروبوتية:

من أشهر الأجهزة الطبية البدلة الروبوتية - الهيكل الخارجي. يساعد الأشخاص ذوي الإعاقة القدرات البدنيةتحرك أجسادكم. في اللحظة التي يحاول فيها الشخص تحريك ذراعيه أو ساقيه، تقوم أجهزة استشعار خاصة على الجلد بقراءة التغييرات الصغيرة في الإشارات الكهربائية للجسم، مما يجعل العناصر الميكانيكية للهيكل الخارجي في حالة صالحة للعمل. ومن الأجهزة الشهيرة جهاز المساعدة على المشي من شركة هوندا اليابانية، والهيكل الخارجي لإعادة التأهيل HAL من شركة Cyberdyne والمستخدم على نطاق واسع في المستشفيات اليابانية، وجهاز باركر هانيفين من جامعة فاندربيلت، والذي يجعل من الممكن تحريك مفاصل الوركين والركبتين، الهيكل الخارجي القوي NASA X1، المصمم لرواد الفضاء والمصابين بالشلل، الهيكل الخارجي Kickstart من Cadence Biomedical، لا يعمل بواسطة بطارية، ولكن باستخدام الطاقة الحركية التي يولدها الشخص عند المشي، eLEGS، Esko Rex، HULC الهياكل الخارجية من الشركة المصنعة Ekso Bionics، وReWalk من ARGO، وMindwalker من Space Applications Services، لمساعدة الأشخاص المصابين بالشلل، بالإضافة إلى واجهة فريدة من نوعها بين الدماغ والآلة (BMI) أو مجرد هيكل خارجي للدماغ MAHI-EXO II لاستعادة الوظائف الحركية عن طريق قراءة موجات الدماغ.

يساعد الاستخدام الواسع النطاق للهياكل الخارجية العديد من الأشخاص حول العالم على الشعور بالشبع. حتى الأشخاص المصابين بالشلل التام اليوم لديهم القدرة على المشي. ومن الأمثلة الصارخة على ذلك الأرجل الروبوتية للفيزيائي أميت جوفر، والتي يتم التحكم فيها باستخدام عكازين خاصة ويمكنها تلقائيًا تحديد متى يجب اتخاذ خطوة والتعرف على إشارات الكلام "للأمام" و"الجلوس" و"الوقوف".

الهيكل الخارجي للمشي مساعدة المشي

الهيكل الخارجي HAL من شركة Cyberdyne

الهيكل الخارجي باركر هانيفين

الهيكل الخارجي ناسا X1

الهيكل الخارجي Kickstart من Cadence Biomedical

الهيكل الخارجي HULC من شركة Ekso Bionics

ARGO ReWalk الهيكل الخارجي

الهيكل الخارجي Mindwalker من خدمات التطبيقات الفضائية

الهيكل الخارجي للدماغ MAHI-EXO II

الهيكل الخارجي لأميت جوفر

ولكن ماذا تفعل عندما تكون الأطراف مفقودة؟ وهذا ينطبق بشكل رئيسي على قدامى المحاربين، وكذلك ضحايا الظروف العرضية. وفي هذا الصدد، تستثمر شركات مثل شركة Quantum International Corp (QUAN) وأطرافها الاصطناعية ووكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، جنبًا إلى جنب مع وزارة شؤون المحاربين القدامى ومركز إعادة التأهيل وخدمة التنمية الأمريكية، مبالغ ضخمة من الأموال في البحث وتطوير الأطراف الاصطناعية الروبوتية (الأيدي أو الأقدام الإلكترونية) التي تتمتع بذكاء اصطناعي قادر على استشعار البيئة والتعرف على نوايا المستخدم. تحاكي هذه الأجهزة سلوك الأطراف الطبيعية بدقة، ويتم التحكم فيها أيضًا باستخدام دماغ الشخص (الأقطاب الكهربائية الدقيقة المزروعة في الدماغ، أو أجهزة الاستشعار، تقرأ الإشارات العصبية وتنقلها كإشارات كهربائية إلى وحدة تحكم دقيقة). ومالك الذراع الإلكترونية الأكثر شعبية، والتي تبلغ تكلفتها 15 ألف دولار، هو البريطاني نايجل آكلاند، الذي يسافر حول العالم للترويج لاستخدام الأطراف الاصطناعية الروبوتية.

كان أحد التطورات العلمية المهمة هو الكاحلين الروبوتيين الاصطناعيين iWalk BiOM، الذي طوره البروفيسور في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا هيو هير ومجموعته في مجال الميكاترونكس الحيوية في مختبر الوسائط في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. يتلقى iWalk تمويلًا من وزارة شؤون المحاربين القدامى ووزارة الدفاع الأمريكية، وعلى هذا النحو، فإن العديد من المحاربين القدامى المعوقين الذين خدموا في العراق وأفغانستان قد حصلوا بالفعل على كاحلهم الإلكترونية.

الكاحلين الآليين iWalk BiOM

يسعى العلماء من جميع أنحاء العالم ليس فقط إلى تحسين الميزات الوظيفية للأطراف الاصطناعية الروبوتية، بل أيضًا إلى منحها مظهرًا واقعيًا. ابتكر باحثون أمريكيون بقيادة زينان باو من جامعة ستانفورد في كاليفورنيا، جلدًا نانويًا للأجهزة التعويضية الطبية. تتمتع مادة البوليمر هذه بمرونة عالية وقوة وموصلية كهربائية وحساسية للضغط (قراءة الإشارات مثل لوحات اللمس).

نانوسكين من جامعة ستانفورد

الروبوتات للمؤسسات الطبية والمساعدين الروبوتيين:

مستشفى المستقبل هو مستشفى به الحد الأدنى من الكادر البشري. كل يوم، يتم إدخال الممرضات الآليات والممرضات الآليات وروبوتات الحضور عن بعد بشكل متزايد إلى المؤسسات الطبية للاتصال بالطبيب المعالج. على سبيل المثال، الممرضات الآليات من باناسونيك، والروبوتات المساعدة البشرية (HSR) من تويوتا، والممرضة الآلية الأيرلندية RP7 من المطور InTouch Health، والروبوت الكوري KIRO-M5 والعديد من الآخرين يعملون في اليابان لفترة طويلة. هذه الأجهزة عبارة عن منصة على عجلات وهي قادرة على قياس النبض ودرجة الحرارة والتحكم في وقت تناول الطعام والأدوية والإبلاغ الفوري عن المواقف الإشكالية و الإجراءات اللازمة، والحفاظ على الاتصال مع الطاقم الطبي الحي، وجمع الأشياء المتناثرة أو المتساقطة، وما إلى ذلك.

ممرضات روبوتيات من باناسونيك

مساعد روبوت تويوتا HSR

ممرضة روبوتية RP7 من شركة InTouch Health

الروبوت الممرضة KIRO-M5

في كثير من الأحيان، في ظروف الرعاية الطبية المستمرة، لا يتمكن الأطباء جسديا من إيلاء الاهتمام الكافي للمرضى، خاصة إذا كانوا موجودين على مسافة كبيرة من بعضهم البعض. لقد حاول مطورو المعدات الطبية الآلية إنشاء روبوتات الحضور عن بعد (على سبيل المثال، LifeBot 5، أو RP-VITA من iRobot وInTouch Health). تتيح لك الأنظمة الآلية نقل إشارات الصوت والفيديو عبر شبكات 4G أو 3G أو LTE أو WiMAX أو Wi-Fi أو شبكات الأقمار الصناعية أو الراديو، وقياس نبضات قلب المريض، ضغط الدمودرجة حرارة الجسم. يمكن لبعض الأجهزة إجراء تخطيط كهربية القلب والموجات فوق الصوتية، وتحتوي على سماعة طبيب إلكترونية ومنظار أذن، وتتنقل في ممرات المستشفى وعنابرها حول العوائق. يقدم هؤلاء المساعدون الطبيون الرعاية في الوقت المناسب ويعالجون البيانات السريرية في الوقت الفعلي.

روبوت الحضور عن بعد LifeBot 5

روبوت الحضور عن بعد RP-VITA

لقد تم استخدام السعاة الآليين بنجاح كبير لنقل العينات والأدوية والمعدات والإمدادات بأمان في المستشفيات والمختبرات والصيدليات. يتمتع المساعدون بنظام ملاحة حديث وأجهزة استشعار على متن الطائرة، مما يسمح لهم بالتنقل بسهولة في الغرف ذات التخطيطات المعقدة. ومن بين الممثلين البارزين لهذه الأجهزة شركة RoboCuriers الأمريكية من شركة Adept Technology وAethon من المركز الطبي بجامعة ميريلاند، وHospi-R اليابانية من Panasonic وTerapio من شركة Adtex.

روبوت البريد السريع RoboCuriers من شركة Adept Technology

الروبوت الساعي أيثون

روبوت البريد السريع Hospi-R من باناسونيك

روبوت الساعي Terapio من Adtex

هناك اتجاه منفصل في تطوير المعدات الطبية الروبوتية وهو إنشاء كراسي متحركة قابلة للتحويل وأسرة آلية ومركبات خاصة للمعاقين. ولنتذكر تطورات مثل الكرسي ذو المسارات المطاطية Unimo من شركة Nano-Optonics اليابانية (معهد تشيبا للتكنولوجيا) تحت قيادة الأستاذ المشارك شورو ناكاجيما، والذي يستخدم الأرجل ذات العجلات للتغلب على السلالم أو الخنادق، جهاز التعبئة الروبوتية Tek كرسي متحرك آلي من شركة Action Trackchair. باناسونيك على استعداد لحل مشكلة نقل المريض من الكرسي إلى السرير، الأمر الذي يتطلب مجهودًا بدنيًا كبيرًا من العاملين في المجال الطبي. يتحول هذا الجهاز بشكل مستقل من السرير إلى الكرسي والعكس عند الضرورة. تعاونت شركة Murata Manufacturing Co مع شركة Kowa لتصنيع منتجات طبية مبتكرة عربةالسيارة الكهربائية المساعدة على المشي، وهي عبارة عن دراجة ذاتية القيادة مزودة بنظام التحكم بالبندول والجيروسكوب. هذا التطوير مخصص بشكل أساسي لكبار السن والأشخاص الذين يعانون من مشاكل في المشي. بشكل منفصل، نلاحظ سلسلة روبوتات RoboHelper اليابانية من شركة Muscle Actuator Motor، والتي تعتبر مساعدات لا غنى عنها للممرضات في رعاية المرضى المرضى طريح الفراش. الأجهزة قادرة على رفع الشخص من السرير إلى وضعية الجلوس أو التقاط النفايات الجسدية من شخص طريح الفراش، مما يمنع استخدام الأواني والبط.

الروبوتات النانوية:

الروبوتات النانوية أو الروبوتات النانوية هي روبوتات بحجم الجزيء (أقل من 10 نانومتر) قادرة على نقل المعلومات وقراءتها ومعالجتها، بالإضافة إلى كونها مبرمجة وأداء مهام محددة. هذا اتجاه جديد تمامًا في تطوير الروبوتات. مجالات استخدام هذه الأجهزة: التشخيص المبكر للسرطان وإيصال الأدوية إلى المرضى الخلايا السرطانية، والأدوات الطبية الحيوية، والجراحة، والحركية الدوائية، ومراقبة مرضى السكري، وإنتاج الأجهزة من الجزيئات الفردية عن طريق التجميع الجزيئي بواسطة الروبوتات النانوية وفقًا لرسوماته، والاستخدام العسكري كأدوات مراقبة وتجسس، وكذلك الأسلحة، وأبحاث الفضاء والتطوير، وما إلى ذلك.

في الوقت الحالي، من المعروف أن تطوير الروبوتات الطبية المجهرية للكشف عن السرطان وعلاجه من قبل علماء كوريا الجنوبية، روبوتات حيوية من علماء من جامعة إلينوي يمكنها التحرك في السوائل اللزجة والبيئات البيولوجية بمفردها، وهو نموذج أولي من لامبري البحر - الروبوت النانوي Cyberplasm، الذي سيتحرك في جسم الإنسان، ويحدد الأمراض في مرحلة مبكرة، مهندس الروبوتات النانوية Ado Pun، الذي يمكنه السفر عبر الدورة الدموية، توصيل الأدوية، إجراء الاختبارات وإزالة جلطات الدم، الروبوت النانوي المغناطيسي Spermbot - الذي طوره العالم أوليفر شميدت وزملاؤه من معهد علوم النانو التكاملية في دريسدن (ألمانيا) لتوصيل الحيوانات المنوية والأدوية، والروبوتات النانوية لاستبدال البروتينات في الجسم من علماء من جامعة فيينا مع باحثين من جامعة الموارد الطبيعية وعلوم الحياة في فيينا.

الروبوتات الدقيقة السيبربلازما

الروبوتات النانوية أدو بيون

روبوت نانوي مغناطيسي

الروبوتات النانوية لاستبدال البروتين

الروبوتات الطبية المتخصصة الأخرى:

هناك عدد كبير من الروبوتات المتخصصة التي تؤدي مهام فردية، والتي بدونها يستحيل تخيل علاج فعال وعالي الجودة. بعض هذه الأجهزة هي آلة الكوارتز الروبوتية Xenex والمطهر الآلي TRU-D SmartUVC من Philips Healthcare. مما لا شك فيه أن هذه الأجهزة هي ببساطة أدوات مساعدة لا غنى عنها في مكافحة العدوى والفيروسات في المستشفيات، والتي تعد من أخطر المشاكل في المؤسسات الطبية.

جهاز الكوارتز الآلي Xenex

روبوت التطهير TRU-D SmartUVC من شركة Philips Healthcare

جمع اختبارات الدم - الأكثر شيوعًا إجراء طبي. تعتمد جودة الإجراء على المؤهلات والحالة البدنية عامل طبي. في كثير من الأحيان، تنتهي محاولة أخذ الدم في المرة الأولى بالفشل. ولذلك، لحل هذه المشكلة، تم تطوير الروبوت Veebot، الذي يتمتع برؤية حاسوبية، يحدد من خلالها موقع الوريد ويوجه الإبرة هناك بعناية.

روبوت جمع الدم فيبوت

يتيح لك روبوت التقيؤ لاري القيء دراسة النوروفيروسات التي تؤدي إلى 21 مليون مرض، بما في ذلك أعراض الغثيان والإسهال المائي وآلام البطن وفقدان التذوق والخمول العام والضعف وآلام العضلات والصداع والسعال، حمى منخفضةوبالطبع القيء الشديد.

القيء روبوت لاري لدراسة القيء

يبقى الروبوت الأكثر شعبية للأطفال هو بارو - وهي لعبة أطفال رقيق على شكل ختم القيثارة. يستطيع الروبوت العلاجي تحريك رأسه وكفوفه والتعرف على الصوت والتنغيم واللمس وقياس درجة الحرارة والضوء في الغرفة. منافستها هي دمية دب ضخمة تسمى HugBot، والتي تقيس معدل ضربات القلب وضغط الدم.

الروبوت العلاجي بارو

الدب الآلي HugBot

فرع منفصل من الطب يتعامل مع تشخيص وعلاج الأمراض والإصابات والاضطرابات في الحيوانات هو الطب البيطري. ولتدريب المتخصصين المؤهلين في هذا المجال، تقوم كلية الطب البيطري في مجال تطوير الحيوانات الأليفة الروبوتية بإنشاء محاكيات روبوتية فريدة من نوعها على شكل كلاب وقطط. وللاقتراب من نموذج دقيق لسلوك الحيوان، يجري تطوير البرنامج بشكل منفصل في مركز أنظمة الحوسبة المتقدمة (ACC) بجامعة كورنيل.

أجهزة محاكاة روبوتية على شكل كلاب وقطط

كفاءة الروبوتات في الطب:

ومن الواضح أن استخدام الروبوتات في الطب له عدد من المزايا مقارنة بالعلاج التقليدي الذي يتضمن العامل البشري. استخدام الأذرع الميكانيكية في الجراحة يمنع العديد من المضاعفات والأخطاء أثناء العمليات، ويقلل من فترة ما بعد الجراحة فترة نقاهه، تقليل خطر الإصابة بالعدوى والعدوى للمريض والموظفين، والقضاء على فقدان الدم الكبير، وتقليل الأحاسيس المؤلمة‎المساهمة في الحصول على تأثير تجميلي أفضل (ندبات صغيرة). يتيح المساعدون الطبيون الآليون وروبوتات إعادة التأهيل إمكانية إيلاء اهتمام وثيق للمريض أثناء العلاج، ومراقبة عملية الشفاء، والحد من الموظفين الذين يعيشون في العمل كثيف العمالة وغير سارة، والسماح للمريض أن يشعر وكأنه شخص كامل. العلاجات والمعدات المبتكرة تقربنا من حياة أكثر صحة وأمانًا وأطول كل يوم.

في كل عام، يتم تجديد السوق العالمية للروبوتات الطبية بأجهزة جديدة، وهي تنمو بلا شك. وفقًا لشركة الأبحاث Research and Markets، بحلول عام 2020، سينمو سوق روبوتات إعادة التأهيل والأطراف الاصطناعية الحيوية والهياكل الخارجية وحدها إلى 1.8 مليار دولار. ومن المتوقع حدوث طفرة رئيسية في الروبوتات الطبية بعد اعتماد معيار واحد وهو ISO 13482، والذي سيصبح مجموعة من القواعد لعناصر التصميم والمواد والبرمجيات المستخدمة في الأجهزة.

خاتمة:

لا شك أنه يمكننا القول أن الروبوتات الطبية هي مستقبل الطب. يقلل استخدام الأنظمة الآلية بشكل كبير الأخطاء الطبية، يقلل من النقص في الكوادر الطبية. تساعد الروبوتات النانوية على التغلب على هذه المشكلة أمراض خطيرةومنع المضاعفات في مرحلة مبكرة، واستخدام أدوية النانو الفعالة على نطاق واسع. وعلى مدى السنوات العشر إلى الخمس عشرة القادمة، سيصل الطب إلى مستوى جديد باستخدام الرعاية الآلية. ومن المؤسف أن أوكرانيا في حالة يرثى لها فيما يتعلق بهذا القطاع من التنمية. على سبيل المثال، في روسيا في يكاترينبرج، أجرى الجراح الآلي الشهير "دافنشي" أول عملية له في عام 2007. وفي عام 2012، أصدر الرئيس ديمتري أناتوليفيتش ميدفيديف تعليماته لوزارة الصحة الروسية، بالتعاون مع وزارة الصناعة والتجارة، للعمل على تطوير تقنيات طبية جديدة باستخدام الروبوتات. وقد حظيت هذه المبادرة بدعم الأكاديمية الروسية للعلوم. والحقيقة هي أنه في غياب الدعم الحقيقي من السلطات الأوكرانية في تطوير مجال الروبوتات الطبية، تتخلف دولتنا كل عام عن الدول المتحضرة الأخرى. وهذا يعني مؤشرا على مستوى تنمية البلاد ككل، لأن الاهتمام بصحة وحياة المواطن، المذكور في القانون الرئيسي - دستور أوكرانيا، هو "أعلى قيمة اجتماعية".