Бородина Алина
ученица 10А класса
МОУ СШ №17 им. Клавы Нечаевой
г. Волжский
Новые технологии и жизнь
«Медицинская робототехника, дарящая и продлевающая жизнь»
Медицинская робототехника - совокупность методов создания кибернетических систем и познания их технических характеристик. 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. В наши дни медицинские технологии ушли далеко вперёд. Это позволило значительно изменить подход в лечении пациентов. Новые технологии стали позволять создавать роботов медицинского назначения, которые ранее были только в мечтах фантастов и инженеров энтузиастов. Об этом свидетельствуют следующие примеры:
- Хирургический робот да Винчи
Это самый распространенный из медицинских роботов, и сегодня он является стандартом для хирургии с помощью роботов. Этот прибор находится под полным контролем хирурга. С помощью роботизированной системы да Винчи 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 да Винчи системы с более автономными характеристиками и широким спектром возможностей.
- Эндоскопический бот
В разработках таких компаний, как Medineering[1], используются гибкие, тонкие роботы, которые могут управляться, как радиоуправляемые модели автомобиля, в точном соответствии с потребностями врача. Более впечатляющие роботы называются "капсульными эндоскопами", в которых процедура сводится к простому проглатыванию робота размером с пилюлю, который проходит по пищеварительному тракту и помогает делать фотографии и собирать данные, которые можно отправить непосредственно на процессор для диагностики.
- Роботизированная биопсия
Эта недавно разработанная роботизированная система, создаваемая проектной группой под названием "MURAB"[2]. 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.
- Автоматизированные сенсорные протезы
За последние несколько лет в области протезирования был достигнут невероятный прогресс. В лаборатории MIT Biomechatronics Lab[3] исследователи создали управляемые с помощью гироскопов роботизированные конечности, которые способны отслеживать свое положение в пространстве, регулируя свои суставы примерно 750 раз в секунду. Также 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.
- Экзоскелет
Роботизированные экзоскелеты используются, чтобы помочь людям с параличом снова ходить, для реабилитации после травмы спинного мозга или черепно-мозговой травмы, обеспечивая слабые мышцы дополнительной поддержкой, необходимой для выполнения движений и заживления повреждений. Скоро экзоскелет, управляемый непосредственно командами мозга, станет доступен большому количеству больных и здоровых людей.
- Дезинфицирующий робот
Больничные инфекции - это проблема, которую наша система здравоохранения безуспешно пытается решить уже долгое время. Новые дезинфицирующие роботы автоматически перемещаются в пустую палату пациента и бомбардируют ее мощными ультрафиолетовыми лучами, запрограммированными работать до тех пор, пока микроорганизмы не будут уничтожены.
- Микро-робот для целевой терапии
Основой работы этих роботов 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.
- Антибактериальные нанороботы
Эти 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.
- Робот-компаньон
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.
- Роботы для обучения врачей
В медицинском училище студенты могут проходить обучение не на мертвых телах, а с использованием специализированных обучающих роботов, что существенно облегчает получение медицинских навыков, хотя бы за счет возможности многократного повторения определенных процедур и действий, а также значительно снижает расходы на такое обучение.
- Роботизированная медсестра
Роботы-медсестры - это системы, которые могут измерять жизненные показатели, заполнять цифровые документы и контролировать состояние пациента. Некоторые из этих роботов-медсестер сконцентрированы на выполнении рутинных задач, от которых так устают медсестры, как, например, перемещение каталок и тележек из комнаты в комнату и даже забор крови.
- Робот для телеприсутствия
Такое устройство выглядят как планшет на небольшой самодвижущейся тележке. Такие системы - способ привлечь лучших диагностических экспертов и ведущих врачей в удаленные районы, где ощущается острая нехватка квалифицированных врачебных кадров.
- Робот-фармацевт
Такое устройство больше похоже на торговый автомат, который предназначен для продажи лекарственных препаратов и медицинских принадлежностей. Робот позволяет физически заменить действующего фармацевта в аптечном пункте.
Я считаю, что использование роботов в медицине – это очень важное достижение человечества. Благодаря роботам люди получили возможность делать сложнейшие операции без разрезов, проводить более точные диагностические исследования, оказывать квалифицированную помощь дистанционно, помогая тем людям, у которых нет возможности добраться до лучших медицинских центров в крупных городах. Порой люди просто боятся обращаться к врачу, потому что им страшно проводить обследования. Сейчас придуманы безболезненные методы выявления причин заболеваний с использованием микророботов и микроскопических ботов, поэтому диагнозы будут ставиться во время, что продлит людям жизнь. Замена антибиотиков на внедрение наноботов также поможет вылечить людей, невосприимчивых к антибиотикам. Без протезов и экзоскелетов людям с инвалидностью было бы невозможно самим вести нормальный образ жизни: одеваться, готовить еду, принимать ванную, водить машину. Каждый человек имеет право достойно жить, учитывая то, что с годами появляются такие потрясающие изобретения. Создание робота-компаньона также является очень большим достижением в области медицинской робототехники. Конечно, они не могут полностью заменить человека, но при этом такие роботы точно не расскажут ваших секретов и попытаются поддержать разговор, чтобы вы не чувствовали себя одиноким. Важны и роботы-курьеры. Их используют для транспортировки лекарств, инструментов и прочего по медучреждениям. Однако не у всех людей есть материальная возможность приобрести таких роботов, провести с их помощью сложную операцию или купить протез, поскольку это дорогостоящие технологии. Поэтому очень важно поддерживать и развивать это направление на государственном уровне. Также в нашей стране существуют благотворительные фонды, помогающие людям справится с возникшими трудностями. Ещё мне бы очень хотелось, чтобы наши учёные нашли способ победить страшную болезнь – рак, который уносит миллионы жизней. В январе 2020 года[4] учёные из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге предложили новую концепцию средства по борьбе с онкологическими заболеваниями. Созданный ими из фрагментов ДНК наноробот сможет не только уничтожать раковые клетки, но и одновременно распознавать их по всему организму. Впереди эксперименты на живых клетках и животных. Учёным также предстоит решить проблему доставки наноробота к поражённым клеткам. Работы над этим активно ведутся в различных лабораториях. Преимуществом такого наноробота является то, что его создание обходится в 1000-1500 рублей[5].
Таким образом, медицинская робототехника – очень перспективная научная отрасль, позволяющая не только улучшить качество жизни людей, но и существенно продлить её.
Ссылки на источники:
[1] https://evercare.ru/news/top-13-innovaciy-v-sfere-medicinskoy-robototekhniki
[2] Там же.
[3] Там же.
[4] https://turbo.ria.ru/20200129/1564001988.html
[5] Там же.