Как используются роботы в медицине

Top 13 инноваций в сфере медицинской робототехники

Отрасль здравоохранения находится на переломном этапе в области медицинской робототехники. Ежедневно внедряются инновации, которые неизбежно толкают нас в будущее, где большая часть работы будет автоматизирована или выполняться роботами.

Сегодня роботы, управляемые врачом, уже имеют огромное присутствие в медицинской сфере. Спрос на менее инвазивные и более адаптированные к потребностям пациентов процедуры увеличивается с нарастающей скоростью. Медицинская сфера находится на грани радикальных изменений, которые могут означать улучшение диагностики, сокращение времени ожидания, более безопасную и менее инвазивную операцию, повышение долгосрочной выживаемости для всех, и снижение уровня инфицирования и многое другое.

Ниже мы кратко представляем вам 13 лучших достижений в сфере медицинских роботов, которые уже изменяют нашу жизнь:

1. Хирургический робот daVinci

Как используются роботы в медицине. amin akhshi 002 da vinci. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-amin akhshi 002 da vinci. картинка Как используются роботы в медицине. картинка amin akhshi 002 da vinci

Это самый распространенный из медицинских роботов, и сегодня он является стандартом для хирургии с помощью роботов. Это машина, которая стирает грань между «медицинским инструментом» и «роботом», так как прибор находится под полным контролем хирурга. Однако успехи, которых эта система добилась, просто поражают. С помощью роботизированной системы daVinci операции могут выполняться с минимальными разрезами и абсолютной точностью, что означает уменьшение кровотечения, снижение риска инфицирования и ускорение заживления. Хотя робот-манипулятор да Винчи существует уже некоторое время, он продолжает совершенствоваться. При этом несколько крупных технологических фирм также разрабатывают аналогичные daVinci системы с более автономными характеристиками и широким спектром возможностей.

2. Эндоскопический бот

Как используются роботы в медицине. Medineering. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-Medineering. картинка Как используются роботы в медицине. картинка Medineering

3. Роботизированная биопсия

Как используются роботы в медицине. murab3. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-murab3. картинка Как используются роботы в медицине. картинка murab3

Эта недавно разработанная роботизированная система, создаваемая проектной группой под названием «MURAB» (MRI and Ultrasound Robotic Assisted Biopsy). Это решение обеспечивает возможность проведения диагностики рака груди на ранней стадии минимально инвазивным методом. Оно повышает точность биопсии при диагностике и позволяет сократить использование дорогой магнитно-резонансной томографии (МРТ) до минимума в этом рабочем процессе и в то же время обеспечить одинаковую точность при нацеливании иглы при биопсии.

Система объединяет в себе преимущества МРТ и УЗИ. МРТ — это очень точная процедура, позволяющая врачу при биопсии найти и проколоть именно ту ткань, которая ему необходима. Но МРТ не дает изображения в реальном времени и врачу сегодня для проведения процедуры биопсии нужно делать несколько снимков. В свою очередь ультразвук обеспечивает изображение в режиме реального времени, так что радиолог может точно видеть, что происходит при проведении биопсии, однако само по себе это исследование менее точное. А вот объединение двух технологий радикально меняет картину.

Роботизированная система сканирует грудь с помощью стандартного УЗИ-датчика, закрепленного на манипуляторе, и объединяет ее с ранее сделанными изображениями МРТ в одну 3D-модель на мониторе. Одновременно происходит сбор объемных и эластографических данных. Затем система определяет место укола и направление движения иглы для биопсии.

4. Автоматизированные сенсорные протезы

Как используются роботы в медицине. bebionic3. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-bebionic3. картинка Как используются роботы в медицине. картинка bebionic3

За последние несколько лет в области протезирования был достигнут невероятный прогресс, причем разработчики пытаются не только сделать подходящую замену конечности, но и расширить ее возможности там, где это не сделала природа. В лаборатории MIT Biomechatronics Lab исследователи создали управляемые с помощью гироскопов роботизированные конечности, которые способны отслеживать свое положение в пространстве, регулируя свои суставы примерно 750 раз в секунду. Кроме того, они разработали бионическую кожу и нейронную имплантационную систему, которая взаимодействует с нервной системой человека, позволяя пациенту получать тактильную обратную связь от протезной системы и контролировать ее, как будто это настоящая рука. Это значительный скачок в протезировании, а также большая надежда для миллионов людей с ампутированными конечностями. Надежда на будущее, поскольку пока такие протезные системы слишком дороги для обычного человека, тем более инвалида.

5. Экзоскелет

Как используются роботы в медицине. ekso gt with and without ope. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-ekso gt with and without ope. картинка Как используются роботы в медицине. картинка ekso gt with and without ope

Роботизированные экзоскелеты сегодня могут использоваться во многих медицинских областях. Для начала они уже используются, чтобы помочь людям с параличом снова ходить, что является значительным прорывом в медицине. Они также могут быть использованы для реабилитации после травмы спинного мозга или черепно-мозговой травмы, обеспечивая слабые мышцы дополнительной поддержкой, необходимой для выполнения движений и заживления повреждений. Экзоскелеты работают за счет использования комбинации предустановленных движений, однако, сейчас уже ведутся новые разработки с развитием нейронных интерфейсов. Это вопрос времени, когда экзоскелет, управляемый непосредственно командами мозга, станет доступен большому количеству больных и здоровых людей.

6. Дезинфицирующий робот

Как используются роботы в медицине. Disinfectant robot. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-Disinfectant robot. картинка Как используются роботы в медицине. картинка Disinfectant robot

7. Микро-робот для целевой терапии

Как используются роботы в медицине. Helical propulsion robot resize md. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-Helical propulsion robot resize md. картинка Как используются роботы в медицине. картинка Helical propulsion robot resize md

Это весьма перспективные, хотя и относительно новые типы медицинских роботов. Основой их работы является использование механических частиц, близких к микроскопическим, для локализации препарата или определенной терапии в конкретном целевом участке тела. Такая технология может быть использована для узконаправленного целевого облучения опухоли или просто для уменьшения побочных эффектов препарата, ограничивая его органом, в котором он может понадобиться.

Существует несколько возможных методов для доставки таких микрочастиц в цель, но в результате новых исследований появились микро-роботы с крошечными спиральными хвостами, которые могут быть направлены магнитным полем для вращения через кровеносные сосуды в определенное место в организме.

8. Антибактериальные нанороботы

Антибактериальные боты изготовлены из крошечных золотых нанопроволок и покрыты красными кровяными тельцами, которые могут удалять бактериальные инфекции непосредственно из крови пациента. Они могут сделать это, имитируя бактерию и ее токсины, а затем привлекая и захватывая их в нано-сетку, когда бактерии подойдут ближе. Роботы также могут быть направлены через тело пациента с помощью специального ультразвука в определенное место для ускорения процесса очистки и лечения локализованных инфекций. Поскольку они используют естественную реакцию бактерий, нанороботы потенциально могут быть использованы вместо антибиотиков широкого спектра действия и могут оказать огромное влияние в нашей борьбе с ростом заболеваний, с которыми не могут справиться антибиотики.

9. Робот-компаньон

Как используются роботы в медицине. sg0c2q3atytgqotivjhb. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-sg0c2q3atytgqotivjhb. картинка Как используются роботы в медицине. картинка sg0c2q3atytgqotivjhb

Роботы используются не только там, где необходимо решать проблемы, опасные для жизни. Дело в том, что миллионы пожилых, умственно отсталых или больных людей страдают от хронического одиночества и нуждаются в стимулах для жизни. Такими пациентами, как правило, также являются люди, нуждающиеся в периодических осмотрах со стороны опекунов или родственников, что может отнимать много времени. Роботы-компаньоны решают многие из таких проблем и оказывают на пациентов меняющее их жизнь воздействие. Такое устройство представляет собой нечто вроде симбиоза тамагочи (виртуальный домашний питомец) и виртуального домашнего помощника на базе технологии Alexa, которое может вызвать скорую, если кто-нибудь упадет или ответить на вопросы, касающиеся здоровья.

10. Роботы для обучения врачей

Как используются роботы в медицине. CPR Dummy resize md. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-CPR Dummy resize md. картинка Как используются роботы в медицине. картинка CPR Dummy resize md

В медицинском училище студенты могут проходить обучение не на мертвых телах, как это было принято в таких заведениях в течение многих лет, а с использованием специализированных обучающих роботов, причем с вполне реалистичными «кровавыми» процедурами. Хотя, возможно, это не будет звучать захватывающе, но все же это, вероятно, лучше, чем обучение только на трупах, либо уже в работе на вполне реальных пациентах. Использование при обучении роботов существенно облегчает получение медицинских навыков, хотя бы за счет возможности многократного повторения определенных процедур и действий, а также значительно снижает расходы на такое обучение.

Именно поэтому эти устройства, которые кажутся скорее забавными, чем серьезными роботизированными системами, становятся настолько важными в этой сфере.

11. Роботизированная медсестра

12. Робот для телеприсутствия

Как используются роботы в медицине. robodoc. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-robodoc. картинка Как используются роботы в медицине. картинка robodoc

Такое устройство выглядят как планшет на небольшой самодвижущейся тележке. Такие системы могут играть жизненно важную роль в сфере медицины как способ привлечь лучших диагностических экспертов и ведущих врачей в удаленные районы, где ощущается острая нехватка квалифицированных врачебных кадров. Врачи, к примеру, из Москвы теперь могут общаться с местными врачами и пациентами в небольших поселениях Сибири или Дальнего Востока, делясь в режиме реального времени своими советами и знаниями по диагностике за небольшую плату, избавляя пациента от сложностей и серьезных затрат, связанных с поездкой в столицу, чтобы получить помощь от врача лично. Однако, как бы глупо это ни казалось сегодня, вполне возможно, что уже скоро медицинский осмотр можно будет проводить с помощью планшета и цифровых устройств с дистанционным управлением, а не с помощью врача-терапевта. По крайней мере, в развитых странах, к которым мы пока себя отнести не можем.

13. Робот-фармацевт

Как используются роботы в медицине. robots dic18. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-robots dic18. картинка Как используются роботы в медицине. картинка robots dic18

Такое устройство больше похоже на торговый автомат, который предназначен для продажи лекарственных препаратов и медицинских принадлежностей. Робот, который уже существует в природе, позволяет физически заменить действующего фармацевта в аптечном пункте. Подобная аптека уже работает и вполне безупречно в Калифорнийском университете (США) последние пять лет, и в этом году было получено разрешение на его использование в больницах.

Роботы также начали использоваться в производственных процессах фармацевтических компаний, заменяя людей во многих операциях, требующих монотонных и не повторяющихся действий.

По материалам Block Delta и Interesting Engineering

Источник

Роботы в медицине

В прошлом моем посте о телемедицине было упоминание робота-хирурга Да Винчи, которых на 2010 год было установлено около 1000 в мире. Но это далеко не единственное достижение робототехники, использованное в медицине.

В каких сферах и для чего используют роботов? В хирургии, в качестве сиделок для детей и пожилых, в телемедицине и даже для доставки лекарств. Подробнее — прошу под хабракат.

Как используются роботы в медицине. 22d392752c4502509654024d5c2da5df. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-22d392752c4502509654024d5c2da5df. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 22d392752c4502509654024d5c2da5df

Робот Риба родом из Японии. Его представили в 2009 году. Главное его назначение — это с помощью своих длинных и сильных рук укачивать больных и пожилых людей. Это отличный помощник в клиниках, так как он может переносить пациентов с места на место, или же перекладывать из коляски в кровать.

Как используются роботы в медицине. a4407e8bd7b94998ed9134830fd2b07f. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-a4407e8bd7b94998ed9134830fd2b07f. картинка Как используются роботы в медицине. картинка a4407e8bd7b94998ed9134830fd2b07f

В 2009 представили RIBA II. Эта версия робота может поднимать пациентов прямо с пола, тогда как первый робот мог брать их только с коляски или кровати. Также грузоподъемность возросла до 176 фунтов, то есть около 80 кг, что на 41 фунт, или 18,5 кг больше, чем в первой версии.

Как используются роботы в медицине. 22d392752c4502509654024d5c2da5df. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-22d392752c4502509654024d5c2da5df. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 22d392752c4502509654024d5c2da5df

Зачем японцам вообще нужен такой робот? Все дело в долгожительстве. В Японии к 2015 году количество пожилых людей, которым будет нужен уход, по прогнозам достигнет пяти с половиной миллионов человек. Вот и представьте, скольким медсестрам и санитарам придется поднимать ежедневно больных с футона на коляску, с коляски на кровать, обратно и так далее. Роботы для этих целей подходят лучше, а медсестры пусть занимаются своим делом — просто заботятся о пожилых.

А этот робот занесен в Книгу Рекордов Гиннесса как «Самый терапевтический в мире робот». Он оснащен множеством датчиков – прикосновений, света, звука, температуры и положения. Это необходимо для хорошей коммуникации с пациентом, помогает успокоить пациента.

Как используются роботы в медицине. 4df0786a92e24416a780e1dea9bff43a. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-4df0786a92e24416a780e1dea9bff43a. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 4df0786a92e24416a780e1dea9bff43a

Keepon нужен для того же, но он, по-моему, менее милый. Он танцует и реагирует на прикосновения.

Как используются роботы в медицине. 726c25842e3597ef208311c8a8592580. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-726c25842e3597ef208311c8a8592580. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 726c25842e3597ef208311c8a8592580

Робот на раздаче

Еще один способ избавить медсестер от рутинной работы, занимая их время более полезными делами — это робот от Murata Machinery Ltd, предназначенный для выдачи лекарств.

Как используются роботы в медицине. fd40d5e383db818db9d903a3502c0584. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-fd40d5e383db818db9d903a3502c0584. картинка Как используются роботы в медицине. картинка fd40d5e383db818db9d903a3502c0584

Робот от Panasonic также предназначен для того, чтобы доставлять лекарства из аптеки больным. Первая версия этого робота уже могла хранить информацию о 400 пациентах, и выдавать лекарства в соответствии с рецептом по заявке больного или же медицинской сестры.

Как используются роботы в медицине. 592be0e54379876ebda7c89746a22b05. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-592be0e54379876ebda7c89746a22b05. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 592be0e54379876ebda7c89746a22b05

Телеприсутствие

Возвращаясь к вопросу телемедицины (которую на Хабре, судя по комментариям, считают телепередачами с Малышевой), стоит сказать о роботах телеприсутствия. Это комплексы, способные самостоятельно передвигаться, оснащенные камерами, дисплеями, динамиками и микрофонами, и дополнительно к ним — средствами для проведения диагностики и анализов. Такими средствами может быть как возможность подключения к аппаратам, например УЗИ, так и встроенные приборы — например, для аналиа крови.

В Российских реалиях использование таких роботов практически невозможно, потому что у нас везде проблемы с пандусами — что на въезде в клиники, что внутри них. Так что робот сможет передвигаться только в пределах одного этажа максимум, а минимум — в пределах комнаты, неспособный преодолеть здоровенный порожек.

PR-7
Как используются роботы в медицине. be77914d3bf406a76d7d6f4d89ec7247. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-be77914d3bf406a76d7d6f4d89ec7247. картинка Как используются роботы в медицине. картинка be77914d3bf406a76d7d6f4d89ec7247

Vgo — управление осуществляется по 4G.
Как используются роботы в медицине. image loader. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image loader. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image loader

Хирургия

PUMA 560 стал первым роботом, использованным в нейрохирургии. Это робот-ассистент, представленный в 1985 году.
Как используются роботы в медицине. 2c923f66125d712b8094eec326a50110. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-2c923f66125d712b8094eec326a50110. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 2c923f66125d712b8094eec326a50110

В ортопедии при протезировании суставов в 1992 году начали использовать RoboDoc.

Как используются роботы в медицине. 4ff06f295b72807af969086fa72623fe. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-4ff06f295b72807af969086fa72623fe. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 4ff06f295b72807af969086fa72623fe

Позже появились ассистенты Зевс и Эзоп, но все равно главным действующим лицом при операции был хирург. В конце 1990-х это изменилось с появлением Да Винчи — робота для удаленных операций.

Хирург за пультом видит участок в 3D формате с многократным увеличением и работает с джойстиками. В это время четырехрукий робот делает совершает операцию. Изначально изображение не было объемным, конечно, но потом эту проблему решили.

Как используются роботы в медицине. 555ee36fd528a715b6e64264fb9f52b0. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-555ee36fd528a715b6e64264fb9f52b0. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 555ee36fd528a715b6e64264fb9f52b0

Минутка трансформеров: ARES от итальянских ученых предназначен для проведения операций, не повреждая кожные покровы. Потому что пациент его проглатывает по частям, и также он выходит потом через кишечник. Внутри робот собирает сам себя, после чего хирург осуществляет операцию.

Как используются роботы в медицине. 9de03dd08b6884e26a07883034d16331. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-9de03dd08b6884e26a07883034d16331. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 9de03dd08b6884e26a07883034d16331

Обучение: симуляторы пациентов

Отправлять живых пациентов новичкам — не очень гуманно. Гораздо лучше попрактиковаться сначала на роботах, которые справляют естественные потребности, у которых бьется сердце и которые более-менее похожи на человека.

Наиболее функциональным роботом этого типа считают HPS (Human Patient Simulator). Он хранит в себе 30 различных профилей пациентов, отличающихся физиологией и индивидуальными реакциями на лекарства. Это могут быть профили здорового ребенка беременной женщины и пожилого алкоголика. Прощупываемый на сонных, плечевых, бедренных, лучевых подколенных артериях пульс меняется в зависимости от давления, робот выдыхает углекислый газ, что отображается на мониторах, а зрачки его реагируют на свет.

Как используются роботы в медицине. 30ad46bd7b267e5b0943adce4fa563ec. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-30ad46bd7b267e5b0943adce4fa563ec. картинка Как используются роботы в медицине. картинка 30ad46bd7b267e5b0943adce4fa563ec

Как используются роботы в медицине. ba65cbf3026d5e997df12a84f9c11894. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-ba65cbf3026d5e997df12a84f9c11894. картинка Как используются роботы в медицине. картинка ba65cbf3026d5e997df12a84f9c11894

Как используются роботы в медицине. c709cb5935ad26abf2188b34e521dfa0. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-c709cb5935ad26abf2188b34e521dfa0. картинка Как используются роботы в медицине. картинка c709cb5935ad26abf2188b34e521dfa0

Со стоматологами — та же история. Хватит кромсать несчастных людей с больными зубками! Сначала на кошках тренируйтесь. На фото — Hanako 2, родом из Японии, что сразу видно.

Как используются роботы в медицине. image loader. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image loader. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image loader

Пожалуйста, пишите в комментарии, какие еще роботы должны быть в этой публикации.

Источник

Роботы в медицине: применение и возможности

Введение

Продолжаем знакомить вас с миром робототехники. В этой статье мы рассказываем о том, как автоматизированные робототехнические системы, которым раньше место было лишь на фабриках и заводах, получили применение и развитие своих навыков в медицине, о реальных примерах такого применения, самом оборудовании, перспективах сотрудничества врачей и роботов.

Содержание

Как это начиналось

Как используются роботы в медицине. image7. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image7. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image7

Пионером в этой области стал робот-хирург “da Vinci”, разработанный в конце 1980-х годов. В 2012 году с использованием этой системы было совершено порядка 200 тыс. операций. В 2018 году с помощью робота-ассистента была проведена первая успешная нейрохирургическая операция по удалению грыжи грудного отдела позвоночника с компрессией спинного мозга.

Роботы в медицине сейчас

Как используются роботы в медицине. image16. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image16. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image16

Картинка медицинских роботов демонстрирует обязательное участие врачей в процессе. Но сегодня ученые трудятся над созданием более автономных роботов, которые могли бы работать при минимальной степени вмешательства людей в процесс. Насколько скоро роботы в медицине смогут заменить людей, можно предположить, взглянув на последние разработки ученых в этой сфере, речь о которых пойдет далее в статье.

Новые и перспективные разработки медицинских роботов

Как используются роботы в медицине. image22. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image22. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image22

Какие же виды медицинских роботов актуальны в 2019? Предлагаем вашему вниманию небольшой обзор.

Помимо помощи в операционной, медицинские роботы «научились» выполнять ряд других действий с пациентами. В зависимости от предназначения можно выделить несколько категорий медицинской робототехники:

Роботы-ассистенты

Как используются роботы в медицине. image11. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image11. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image11

Диагностические роботы

Как используются роботы в медицине. image3. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image3. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image3

Практика показывает, что когда речь идет об обработке данных, компьютеры намного превосходят людей. Очередным доказательством этого тезиса является робот производства KUKA, принимающий участие в исследовательском проекте Высшей школы физкультуры и спорта в Кельне HaiLeg (High articulated intelligent Leg). Здесь он служит в качестве чувствительного пресса для ног, используемого для проведения ортопедических анализов.

Пациент упирается ступнями в специальную панель и оказывает на нее давление. Полученные данные сразу же передаются на компьютер, который их обрабатывает. На основе данных о вращении и силы мышц создается биомеханическая модель колена.

Как используются роботы в медицине. image14. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image14. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image14

Терапевтические роботы

Как используются роботы в медицине. image6. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image6. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image6

Современные роботы способны провести вакуумную, лазерную, лучевую, электро- и термотерапию, а также ряд других процедур.

Особого внимания заслуживает разработка робота для лучевой терапии компании KUKA. Одним из основных его преимуществ является способность смягчить движения опухоли, адаптируясь к дыхательным движениям пациента. Это означает, что последний подвергается значительно меньшему воздействию радиации.

Помимо прочего, роботы могут быть гораздо более заботливыми, чем кажутся на первый взгляд. Недавняя разработка компании Universal Robots робот-рука UR10 нашла свое применение в массажной терапии. Американский стартап Massage Robotics интегрирует UR10 в своего массажного робота по имени Алекс. Ожидается, что такое изобретение даже сможет поддерживать голосовое общение с людьми.

Биопринтеры

Как используются роботы в медицине. image19. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image19. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image19

На фото: 3D-принтер печатающий живыми клетками Organ.Aut компании 3dbio

Подробнее о работающем в космосе 3D-биопринтере Орган.Авт читайте в нашем блоге.

3D-принтеры печатающие живыми тканями — тоже часть большого семейства робототехники. Биопринтеры уже способны печатать каркасы тканей, органов и гиперэластичных костей, модели плаценты, используя жидкий питательный субстрат с живыми клетками разных видов, гели, волокна, полимеры, керамику, металлы и другие материалы. Одним из самых широко известных производителей биопринтеров является EnvisionTEC. Компания выпустила несколько моделей биопринтеров, а именно EnvisionTEC 3D-Bioplotter Starter, EnvisionTEC 3D-Bioplotter Developer и EnvisionTEC 3D-Bioplotter Manufacturer.

Применение роботов в медицине: успешные примеры

Как используются роботы в медицине. image1. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image1. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image1

Непрекращающиеся разработки и эксперименты ученых дают свои плоды и мы уже сегодня наблюдаем успешное внедрение робототехники в медицину. Ниже представлены лишь несколько впечатляющих примеров, которые не могут не удивить.

Лучевая терапия под управлением роботов KUKA и ACCURAY

Как используются роботы в медицине. image22. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image22. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image22

Робот CyberKnife, созданный в результате партнерской работы компаний KUKA и ACCURAY используется для высокоточного лечения опухолей в ведущих центрах лучевой терапии по всему миру.

Вместо скальпеля хирург использует пучок рентгеновских лучей. Когда пациент лежит на операционном столе, этот луч направляется вокруг него роботизированной рукой, так что необходимая доза облучения концентрируется на месте опухоли. Система визуализации записывает положение опухоли и сообщает роботу о любом движении, которые затем нейтрализируются роботом. Таким образом, CyberKnife способен с высокой точностью поражать опухоли независимо от их расположения в теле, оставляя здоровые ткани без повреждений. Во время лечения с помощью CyberKnife пациент лежит на специальном столе, который также контролируется роботом. Более того, после такой процедуры нет необходимости госпитализировать пациента.

Ускоренная упаковка медикаментов на фармацевтических фабриках с помощью роботов Fanuc

Как используются роботы в медицине. image4. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image4. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image4

Роботизация в медицине облегчает работу не только врачам, но и производителям фармацевтических препаратов. Упаковку лекарств компания TechLab доверила роботу производства FANUC. Первый опыт TechLab в области автоматизации заключался в тесном сотрудничестве с ESS Technologies для внедрения одного из первых роботов FANUC LR Mate M430 с управляемой рукой для захвата и перемещения предметов на конвейере упаковки фармацевтических препаратов. Робот использовался для загрузки предметов на подающий конвейер, который доставлял их к машине первичной упаковки. Это увеличило скорость упаковочной линии TechLab до 35 шт. / мин. и сократило количество необходимого персонала с семи-восьми операторов до двух.

Как используются роботы в медицине. image15. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image15. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image15

Во второй фазе автоматизации TechLab установила роботизированную систему ESS TaskMate, включающую робот FANUC LR Mate 200iC с шестью осями и высокоскоростной дельта-робот FANUC M-1iA. Первый достает отдельные тестовые наборы из лотка из нержавеющей стали и помещает их на промежуточный конвейер; как только конвейер заполнен, второй робот подбирает детали по одной и подает их в правильном направлении в упаковочную машину. Комбинация двух роботов увеличила скорость упаковки препаратов до 90 шт. / мин., а это более чем в два раза.

Робот-транспортировщик от Hanwha и Yujin Robot

Как используются роботы в медицине. image21. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image21. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image21

Фото: Робот-транспортировщик. Источник: www.wired.com

Здесь все просто: основная задача ко-робота облегчить работу медицинского персонала в больницах и домах престарелых, доставляя еду и лекарства пациентам, а грязную посуду на кухню. По словам производителя, медсестры должны больше времени проводить с пациентами, а не носиться с грязной посудой.

Еще один помощник от uFactory

Как используются роботы в медицине. image8. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image8. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image8

Робот производства uFactory xArm имеет встроенное компьютерное зрение, легкий корпус из углепластика и многосуставный манипулятор. Робот может распознавать и сортировать предметы, например — таблетки или другие препараты, перемещать их, что позволяет использовать его в уходе за пациентами или в лаборатории и делает медицинским роботом-помощником.

Производство мединструментов

Как используются роботы в медицине. image5. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image5. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image5

Впечатляющие результаты принес робот Universal Robots производителю медицинского оборудования Tegra Medical. Компания столкнулась с трудностями, а именно падением прибыли из-за роста расходов и снижения спроса со стороны клиентов. Проблема решилась благодаря внедрению на производстве трех роботов в виде рук от Universal Robots (UR10 и 2 UR5), вследствии чего производительность станков удвоилась, а штат операторов, работающих на полную ставку был сокращен на 11 человек. В результате компании удалось сократить расходы на производство и удовлетворить потребности клиентов.

Ускоренный анализ крови в лабораториях

Как используются роботы в медицине. image2. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image2. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image2

Два робота UR5 впечатлили и сотрудников больницы Копенгагенского университета в Гентофте. Первый робот берет образец крови и помещает его в сканер штрих-кода. Камера видеонаблюдения фотографирует цвет шляпки винта, и робот направляет образец в одну из четырех стоек в соответствии с цветом. Второй робот отбирает образцы в стойке и помещает их в устройство подачи для центрифугирования и анализа. Роботы обрабатывают около 3000 образцов в день, 7-8 пробирок в минуту. Они позволили лаборатории вовремя справляться с работой без привлечения дополнительного персонала, несмотря на 20-процентное увеличение количества образцов крови на анализ. Более 90% результатов готовы менее чем через час после прибытия в лабораторию.

3D-печать в медицине

Как используются роботы в медицине. image9. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image9. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image9

Любой 3D-принтер, по сути своей, является электромеханическим устройством с программным управлением, то есть также роботом, так что нельзя не упомянуть здесь и 3D-печать — относительно новую технологию, которая быстро становится необходимым компонентом многих открытий в сфере медицины.

EnvisionTEC Bioplotter использовался для изготовления компонентов индивидуального протеза руки. Дизайнеры использовали поликапролактон для печати компонентов сустава, поскольку этот материал близок к хрящевой ткани. Есть также возможность, создавать более жесткие или гибкие компоненты протезов, используя разные материалы. Таким образом, использование 3D-печати в медицине обеспечивает быструю и недорогую альтернативу для создания индивидуального протезирования.

Используя методы, разработанные Shah Lab, врачи теперь могут печатать клетки для создания конструкции печени “в пробирке”, которая имплантируется в тело пациента и перерастает в полноразмерную функционирующую печень. Эта процедура устраняет необходимость в донорстве органов и, поскольку для печати используются собственные клетки пациента, значительно снижается вероятность отторжения.

Как используются роботы в медицине. image13. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image13. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image13

3D-печать уже смогла добиться успеха в излечении “разбитых сердец”. Принтер EnvisionTEC был использован для создания створок аортального клапана сердца.

Как используются роботы в медицине. image18. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image18. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image18

Используя преимущества технологий 3D-печати, врачи имеют возможность сканировать пациентов, чтобы выявить их индивидуальные проблемы, а затем использовать программное обеспечение 3D-дизайна для разработки и печати клапана, смоделированного точно в соответствии с размером, необходимым для пациента. Чтобы напечатать сердечный клапан, врачи используют EnvisionTEC Bioplotter для нанесения слоев чередующихся каркасы и поддерживающих материалов нужной формы. После завершения процесса печати клапан помещают в теплую воду для того, чтобы поддерживающего материала растворился. После этого врачи получают клапан, который можно сразу имплантировать пациенту или использовать для тестирования. Этот медицинский прорыв имеет большое значение для людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы.

Печать стоматологических кап

Как используются роботы в медицине. image12. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image12. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image12

Капы, или элайнеры, создают огромную конкуренцию привычным брекетам в виду таких преимуществ как эстетика, удобство и здоровье зубов. Если ранее поставку кап приходилось подолгу ждать из-за границы, что негативно сказывалось на продолжительности и стоимости лечения, то с появлением оборудования для 3D-печати в отечественных клиниках все стало гораздо проще. Теперь напечатать капы для своих клиентов не составит большого труда.

Мы решили опробовать эффективность такого способа лечения и провести на себе эксперимент согласился основатель компании и директор по развитию Василий Киселев. Процесс исправления прикуса занял 6 месяцев, всего было использовано 16 пар элайнеров, напечатанных с помощью стереолитографического 3D-принтера Formlabs Form 2. Результат можете оценить сами.

Как используются роботы в медицине. image10. Как используются роботы в медицине фото. Как используются роботы в медицине-image10. картинка Как используются роботы в медицине. картинка image10

Подробнее о кейсе читайте в нашей статье.

Заключение

Как мы видим, медицинская робототехника творит чудеса, а это значит, что совсем скоро индустрия медицины выйдет на совершенно другой уровень. Робототехника в медицине изменяет лечение уже сейчас, а нам остается лишь успевать наблюдать за очередными революционными открытиями и не отставать от прогресса.

Ищете роботов для лаборатории, клиники или медцентра? В Top 3D Shop вы найдете последние достижение робототехники, которые помогут облегчить и сделать эффективнее труд медперсонала и увеличить эффективность и рентабельность медицинских учреждений.

Подписывайтесь на наш телеграм-канал с отборными кейсами Роботизации и Автоматизации со всех уголков мира:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *