Opisat ćemo dvije vrste robota, servisne robote i robotske sustave koji se koriste u kirurgiji.
| Servisni roboti u medicini: | i- limb | Phoenix egzoskelet | Twendy-One |
| Robotski sustavi u kirurgiji: | Rosa | RONNA | Robodoc |
Servisni roboti u medicini Servisni robot može pomoći u dostavi jela i pića, kod obavljanja osobne higijene, rada i slobodnog vremena, mobilnosti i općih poslova. Treba biti jednostavan za upotrebu za korisnika i prilagoditi se njegovoj sposobnosti manipulacije.
1. Phoenix egzoskelet Phoenix, tvrtke SuitX, poput drugih egzoskeleta izgleda kao motorizirana proteza za donji dio tijela. Pomoću štaka omogućuje hodanje nepokretnim osobama tako što za njih pokreće i savija noge. Phoenix se sastoji od modula za kukove, dva modula za koljena i dva modula za stopala, koji se mogu koristiti ili odvojeno ili zajedno da formiraju potpuni sustav. Kada se koriste svi moduli, Phoenix ima energije za četiri sata konstantnog hoda ili osam sati prosječne uporabe, prije nego što se baterija mora ponovo napuniti. Maksimalna brzina hoda je 0.5 m/s (1.8 km/h), ali parametre može namjestiti trenirani medicinski tehničar preko aplikacije za Android. Korisnici mogu udobno nositi egzoskelet dok sjede u invalidskim kolicima, koristeć nešto što se opisuje kao ‘intuitivno sučelje’, kako bi prelazili u stanje ustajanja, hodanja i ponovnog sjedanja.
2. i-limb™, tvrtke Touch Bionics, bionička je ruka koju karakterizira modularna izrada i decentralizirani pogonski sustav. Pokretni prsti s pokretnim zglobovima u kombinaciji s rotacijom palca i zapešća ciljaju što boljem oponašanju ljudske ruke nudeći široki raspon pokreta i zahvata. Pogonski sustav napajaju dvije litij-ionske baterije kapaciteta 1,300 ili 2,000 mAh i u prosjeku su dostatne za cijeli dan korištenja, nakon čega njihovo punjenje traje približno 90 ili 180 min, respektivno. i-limb™ je prikladan za osobe s urođenim defektima udova i amputacijom na zapešću ili podlaktici, uz preduvjet da ne boluju od neuromuskulatornih bolesti i nemaju kognitivnih oštećenja jer se primarno upravljanje odvija mišićnim impulsima, odnosno EMG signalima. Prilikom kontrakcije mišića ruke generiraju se električni signali koji predstavljaju tzv. okidače. Električni impulsi prikupljaju se preko kože dvjema elektrodama postavljenim na optimalne pozicije batrljka ruke te se isti zatim prosljeđuju mikroprocesoru koji će ovisno o kombinaciji primljenih mišićnih signala dalje upravljati bioničkom rukom i ostvarivati željene funkcionalnosti kao što su aktivacija neke vrste zahvata, jačina pritiska itd.
3. Servisni robot Twendy-One izrađen je na sveučilištu u Wasedi, zbog svoje mobilnosti te sposobnosti za razumijevanje ljudskih uputa koristi se za pomoć hendikepiranim osobama i predstavlja jedan od najmobilnijih servisnih robota koji se koriste za pomoć ljudima do danas. Veličina i opseg pokreta ruke i šake robota su jednake veličine kao u prosječne odrasle žene. Ruka ima sedam stupnjeva slobode dok šaka ima trinaest stupnjeva slobode za spretno manipuliranje potrebnim stvarima. Zglob na sredini tijela robota ima četiri stupnja slobode gibanja i omogućuje robotu da se sagne i pokupi predmet s poda.
Primjena robotskih sustava u kirurgiji Primjena robota u kirurgiji nastala je s težnjom da se prevladaju ograničenja u postojećim kirurškim zahvatima u minimalno invazivnoj kirurgiji. Robotika u kirurgiji, posebno u neurokirurgiji, najsloženije je i najsofisticiranije interdisciplinarno inženjersko podrućje rada. Zbog slojevitosti anatomske građe, visoke osjetljivosti i delikatne funkcionalnosti tkiva zahtijevaju se iznimno precizni zahvati bez pogrešaka. Prva primjena robota u kirurgiji bila je na području neurokirurgije 1985. godine postavljanjem igle za biopsiju mozga koristeći se CT navođenjem. Na području primjene robota u neurokirurgiji razvijena su različita rješenja od koji su na tržištu prisutni NeuroMate te ROSA (tvrtke Medtech) namijenjeni za širok raspon funkcionalnih neurokirurških postupaka. U malom broju bolnica (19) uglavnom se upotrebljava neurokiruški robot ROSA. Razlog nedovoljno široke primjene problem je apsolutne točnosti pozicioniranja zbog sumiranje grešaka kod mehaničke izvedbe kao i regulacije; te problem djelovanja u specifičnom okruženju u operacijskoj sali. Tome treba dodati i visoku cijenu robota.
Na osnovi tih spoznaja istraživački tim s Fakulteta strojarstva i brodogradnje (FSB) u Zagrebu, u suradnji s Klinickom bolnicom Dubrava (KBD) u Zagrebu i Hrvatskim institutom za istraživanje mozga u Zagrebu, razvili su dvoručni robotski neurokirurški sustav, nazvan RONNA – Robotic Neurosurgical Navigation.
RONNA
Razvoj je započeo 2011. Godine. Ideja projekta je zamijeniti kirurga u postupku stereotaktičke navigacije robotom, povezujući neuroradiološke snimke pacijenta s robotom. Neurokirurg planira operaciju, a robot temeljem prepoznavanja položaja glave pacijenta u prostoru, postavlja sondu ili elektrodu u zadanu neuroanatomsku strukturu. Primijenjena je dvoručna konfiguracija koja omogućuje oponašanje postojećih kirurških postupaka uz visoku preciznost navigacije. U namjeri da se robotski sustav jednostavno primjenjuje, bez temeljnog znanja iz područja robotike, posebna pažnja se posvećuje razvoju inteligentnih i intuitivnih upravljačkih algoritama. Prva neurokirurška operacija u kojoj je asistirao robot RONNA obavljena je na pacijentu oboljelom od tumora na mozgu, 10. ožujka 2016. godine. Uočeni nedostaci prethodno razvijenih neurokirurških robotskih sustava otklonjeni su nizom tehničkih rješenja novorazvijenim tehnologijama dostupnim na tržištu, od laganih robota sa 7 stupnjeva slobode, senzorskim sustavima za određivanje položaja, sile i momenata te laserskim i optičkim uređajima, ali i novorazvijenim softverima. Osnovna ideja projekta svodi se na točno očitavanje koordinatnog sustava ciljane točke na snimkama CT ili MRI u odnosu na vanjski marker pričvršćen na glavi pacijenta. Robot vizijskim sustavom pronalazi marker i povezuje ga s koordinatama ciljane točke sa snimaka pacijentove glave. Dvije robotove ruke, odnosno neovisno upravljani roboti, međusobno koordiniraju jedan s drugim tijekom lokalizacije, navigacije i kirurških zahvata čime se sprječava neželjeni sudar. Prigodom planiranja operacije određuje se prostorni kut ulaska kirurškog instrumenta temeljem razvijenog programa koji uzima u obzir vitalne centre i krvne žile uporabom niza skeniranih slika (0,7mm). U području inteligentnog upravljanja razvijeno je kontekstualno tumačenje okoline te inteligentna interakcija s ljudima u smislu funkcionalnosti i sigurnosti. Robot je programiran da spriječi mogućnost neželjene kolizije s medicinskim osobljem, pacijentom ili okolnom opremom.
Robotski sustav Robodoc, tvrtke Curexo, koristi se kod oblikovanja i zamjene kuka, te kod operacije koljena. Robodoc zajedno sa Orthodoc (radna stanica za planiranje), koristi CT slike pacijenta prije operacije kako bi pomoću tih podataka, u odredenom softveru modelirao virtualni 3D model kosti ili zgloba. Pomoću 3D modela, kirurg može neposredno prije operacije precizno definirati specifične točke na kosti, veličinu i poziciju proteze, anatomiju zgloba i gustoću kosti. Robodoc obrađuje kost alatom, bez izravne kontrole kirurga tijekom izvođenja. Stoga točnost aplikacije u takvim (realnim) uvjetima jedan je od najvažnijih faktora. Unutarnja točnost robota je 0.5 mm, dok prosječna točnost u realnim uvjetima iznosi 1.2 mm, a varira u rasponu od 1.0 mm do 3.5 mm.
Izvor slika: