ЖизньСтатті

Робототехника — медицине и фармации

22/09/2014

«Механизмы и металл, электричество и позитроны. Разум, воплощенный в железе! Создаваемый человеком, а если нужно, и уничтожаемый человеком… Они чище и лучше нас».

А. Азимов. «Я, робот»

Будущее, где в больницах трудятся роботы, а вместе с ними и множество инженеров по их технической поддержке, становится все ближе. Стремительное развитие робототехники открывает новые возможности во многих областях, в том числе медицине и фармации

Робот-пациент

Роботы-симуляторы пациента предназначены для отработки навыков принятия решений и практических врачебных интервенций в лечении различных заболеваний. Роботы-манекены воспроизводят функциональные особенности сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной систем, а также генерируют ответ на различные манипуляции обучающихся, в том числе введение фармакологических препаратов. Симуляция физиологии, подобной человеческой, — уникальное свойство андроидов американской компании Medical Education Technologies Inc., не имеющее аналогов в мире и отличающее их от других «фантомов» и «имитаторов». Их «физиологические» в ответ на те или иные воздействия реакции являются автоматическими. Так, например, при выполнении искусственной вентиляции легких через неправильно установленную эндотрахеальную трубку раздувается желудок манекена, дыхание в его легких не прослушивается, учащается сердцебиение. Все это отображается на прикроватном мониторе, а частый пульс прощупывается в проекции лучевой артерии на запястье и в других типичных точках. По мере прогрессирования дыхательной недостаточности расширяются зрачки, постепенно нарастает выраженность симптомов, и робот-манекен в итоге «умирает».

Робот-лаборант

Сотрудники американской компании Veebot решили расширить сферу применения роботов в медицине, создав практически полностью автоматизированное устройство для забора крови из вены. Автомат получил название Phlebotomist Prime.

Чтобы правильно определить место, где находится вена, этот робот использует камеру, инфракрасную подсветку и специальное программное обеспечение. Ультразвуковое исследование позволяет убедиться, что ее толщины достаточно для прокола. Весь процесс занимает около одной минуты. Медсестре лишь необходимо поднести соответствующую пробирку.

Клинические испытания робота-лаборанта состоятся в ближайшее время. На сегодня робот Veebot определяет расположение вены в 83% случаев. К началу испытаний разработчики планируют увеличить этот показатель до 90%.

Робот-ассистент

Животные-роботы улучшают качество жизни людей с деменцией (приобретенным слабоумием).

Известно, что домашние питомцы положительно влияют на взаимодействие таких людей с окружающими, снижают чувство одиночества, улучшают речь. Однако при содержании настоящих животных возрастает риск травм и опасность получения инфекции, что нежелательно для пожилых людей, особенно с нарушениями когнитивных функций. В свою очередь, роботизированный питомец лишен всех этих недостатков: он не болеет, не распространяет патогенных микроорганизмов и не ранит своего хозяина, зато вызывает множество положительных эмоций.

Для эксперимента немецкие и австралийские ученые выбрали робота PARO, имитирующего гренландского тюленя. «Тюлень» безопасен для хозяев и дарит множество положительных эмоций. Он оснащен искусственным интеллектом и тактильными датчиками, позволяющими ему реагировать на прикосновения и звук. Робот проявляет такие эмоции, как удивление, радость и гнев, откликается на свое имя и учится реагировать на слова, которые часто использует владелец.

Исследование показало, что такие роботы, как PARO, могут использоваться в медицинских учреждениях для помощи людям с деменцией, прежде всего для снижения выраженности агрессии, тревожности и чувства одиночества. Пребывание рядом с так называемыми робопитомцами улучшает самочувствие пожилых пациентов с приобретенным слабоумием (средней и тяжелой формой деменции) и позитивно сказывается на качестве их жизни.

Робот-хирург

В конце 90-х годов прошлого века была создана полностью универсальная роботизированная хирургическая система с дистанционным управлением — робот-хирург Da Vinci (Да Винчи).

Система снабжена манипуляторами с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы (аналогично руке человека), и трехмерной интуитивной визуализацией (3D-монитором). Эти новшества создали предпосылки для малоинвазивного выполнения сложных операций в различных областях хирургии.

Хирургическая система состоит из эргономичной консоли хирурга, стойки с четырьмя интерактивными роботизированными руками у операционного стола, высокопроизводительной системы обзора и патентованных инструментов EndoWrist. Вооруженные современной роботизированной технологией, движения рук хирурга масштабируются, фильтруются и равномерно преобразуются в точные движения инструментов EndoWrist. Как результат, создается интуитивный интерфейс с превосходными хирургическими возможностями.

По мнению специалистов, система Da Vinci может обеспечить хирургу лучшую визуализацию, сноровку, точность и управляемость, чем в открытой хирургии, при выполнении операции через 1–2-сантиметровые разрезы. Это единственная хирургическая система, предназначенная для работы сидя, что не только более комфортно, но также дает клинические преимущества вследствие меньшего утомления хирурга. Система обеспечивает естественное уравнивание глаз и рук на хирургической консоли, что способствует лучшей эргономике, чем традиционная лапароскопия. Наконец, так как роботизированные руки дают дополнительную механическую силу, хирург может оперировать пациентов даже с выраженным ожирением. И наконец, система Da Vinci уменьшает риск инфицирования хирургической бригады вирусами гепатитов, ВИЧ и пр.

Робот-фармацевт

«Аптечный» робот, созданный в Калифорнийском университете (США), может сортировать десятки тысяч доз различных ЛС. robots11Сама по себе сортировка лекарств является весьма трудоемким процессом, требующим усердия, сосредоточенности и повышенной концентрации внимания. Данная процедура довольно утомительна для персонала аптек, а ошибки чреваты причинением вреда здоровью покупателей. Именно эти тонкости в работе фармацевтов и подтолкнули разработчиков к созданию и внедрению робота-аптекаря.

Теперь, благодаря наличию роботизированной системы, провизорам достаточно выбрать на компьютере название необходимого препарата, чтобы получить его заданное количество и дозу в специальном пластиковом поддоне. Принцип отбора и отсчета единиц ЛС основан на считывании идентификационного штрих-кода с упаковки. Сами лекарства располагаются в вертикальных мини-бункерах. Передвигаясь вдоль этих бункеров, робот считывает штрих-код и отсчитывает необходимое количество таблеток. Также разработчики предусмотрели возможность автоматического скрепления стопки таблеток пластиковым кольцом (в стопке таблетки располагаются в порядке их приема пациентом).

Помимо сортировки и отсчета препаратов, имеющихся на складе, роботизированная система позволяет вести их учет. Очевидно, что персонал аптеки может тратить время, освободившееся от выполнения рутинных операций, на более эффективное консультирование посетителей.

Только факты
– Слово «робот» придумали чешский писатель Карел Чапек и его брат Йозеф в 1920г.
– Чертеж человекоподобного робота сделал Леонардо да Винчи около 1495 г. Записи Леонардо содержат детальные чертежи механического рыцаря, способного сидеть, двигать руками и головой, открывать забрало.
– Первым человеком, убитым роботом, стал в 1979 г. американец Роберт Уильямс во время попытки починить сломавшегося робота-податчика на конвейерной ленте. Внезапно робот активировался и проломил технику голову своей металлической «рукой-манипулятором».
– Японский инженер Кэндзи Урада считается первой официальной жертвой, погибшей от руки робота (1981 г.). Неисправный киборг столкнул своего создателя в дробилку.
– В 2005 г. в Японии впервые поступили в свободную продажу первые человекообразные роботы под названием «Вакамару», способные узнавать лица, понимать некоторые фразы, давать справки, выполнять простые секретарские функции.
– В июне 2009 г. ученые Токийского университета представили человекоподобного робота «Кобиан», умеющего выражать свои эмоции с помощью жестов и мимики, открывать и закрывать глаза, а также использовать конечности.
– Роботы-ученые «Адам» и «Ева» были созданы в университете Аберистуита (Великобритания). В 2009 г. «Адам» совершил свое первое научное открытие — подтвердил 12 из 20 разработанных им научных гипотез о генах дрожжей Saccharomyces cerevisiae.

Подготовила Александра Демецкая, канд. биол. наук

“Фармацевт Практик” #09′ 2014

ПЕРЕДПЛАТА
КУПИТИ КНИГИ