ربات کنترل از راه دور بازی را برای آندوسکوپ ها تغییر می دهد

توسط رابرت لیا | 30 سپتامبر 2024

یک ربات جدید که از راه دور کار می‌کند، انجام آندوسکوپ‌ها را از راه دور ممکن می‌سازد و این روش را در مناطقی که خدمات کمتری دارند در دسترس قرار می‌دهد.

یک آندوسکوپ رباتیک جدید با هدایت از راه دور و هدایت مغناطیسی می‌تواند کاوش‌های اعماق بدن انسان را ایمن‌تر، کمتر تهاجمی‌تر و قابل انجام حتی در مناطق دورافتاده و فاقد پرسنل آموزش‌دیده کند.

آندوسکوپی آزمایشی است که داخل بدن انسان، در امتداد دستگاه گوارش یا دستگاه گوارش، با استفاده از یک لوله بلند و نازک با یک دوربین کوچک در داخل آن به نام آندوسکوپ بررسی می شود.

موسسه ملی بهداشت (NIH) تخمین می زند که سالانه بیش از 20 میلیون آندوسکوپی دستگاه گوارش تنها در ایالات متحده انجام می شود و برای تشخیص هر چیزی از اختلالات بلع و لارنژیت، زخم یا پولیپ، و بافت های پیش سرطانی و سرطانی در مری، معده، اثنی عشر استفاده می شود. ، یا روده بزرگ

تسلط بر آندوسکوپی معمولی مستلزم سالها آموزش تخصصی است و جراحان به تمرین و تجربه قابل توجهی نیاز دارند. چنین تخصص ممکن است کمیاب باشد، به ویژه در مناطق محروم، که بر کیفیت مراقبت و دسترسی به این روش ها در مناطق خاص تأثیر می گذارد.

یک ربات جدید از راه دور

پاسخ به این می تواند جراحی رباتیک از راه دور باشد، سیستمی که در آن جراح با استفاده از ربات از راه دور عملی را انجام می دهد. این جراح می تواند در همان اتاق، در سراسر بیمارستان یا حتی در آن سوی دنیا باشد.

در مقاله‌ای که اخیراً در مجله Advanced Intelligent Systems منتشر شده است ، دانشمندان اولین آندوسکوپ از راه دور را که برای راه‌اندازی سیستمی در هنگ کنگ از راه دور از زوریخ مورد استفاده قرار گرفت، شرح می‌دهند. تغذیه دوربین آندوسکوپ و فرمان‌های جوی استیک جراح، و همچنین سایر داده‌های حیاتی، از طریق یک اتصال اینترنتی امن منتقل می‌شوند و امکان کنترل بی‌درنگ از راه دور را فراهم می‌کنند.

"جراحی از راه دور به جراحان اجازه می دهد تا از هر نقطه ای در جهان کار کنند و تخصص خود را بدون توجه به موقعیت مکانی برای بیماران در دسترس تر می کند. کوئنتین بولر، رهبر رباتیک پزشکی در آزمایشگاه رباتیک چندمقیاس ETH زوریخ گفت: سیستم‌های رباتیک همچنین ارگونومی را بهبود می‌بخشند، نیازهای فیزیکی و ذهنی جراح را کاهش می‌دهند، دقت و ایمنی را افزایش می‌دهند و می‌توانند الگوریتم‌های کامپیوتری را برای کمک به جراح ترکیب کنند. رویکرد ما که از میدان‌های مغناطیسی استفاده می‌کند، طراحی آندوسکوپ‌های کوچک‌تر و انعطاف‌پذیرتر را امکان‌پذیر می‌کند و به طور بالقوه روش‌ها را برای بیماران ایمن‌تر و کمتر تهاجمی‌تر می‌کند.»

بولر افزود که سیستم این تیم از یک آندوسکوپ مجهز به یک سری آهنربا در طول خود استفاده می کند. با ایجاد میدان مغناطیسی از طریق دستگاهی که در نزدیکی بیمار قرار می گیرد، جراحان می توانند آندوسکوپ را در داخل بدن هدایت کنند.

بولر افزود: «جراح آندوسکوپ را با استفاده از جوی استیک کنترل می‌کند و یک برنامه رایانه‌ای این حرکات جوی استیک را به میدان‌های مغناطیسی متناظر تبدیل می‌کند که در صورت لزوم آندوسکوپ را هدایت می‌کند.»

آزمایش آندوسکوپ روباتیک

این تیم آزمایش سیستم خود را با استفاده از مدل‌های مصنوعی که دستگاه گوارش انسان را شبیه‌سازی می‌کنند، آغاز کردند . این مدل‌ها دقیقاً ویژگی‌های بصری و فیزیکی را که سیستم تیم در بدن واقعی انسان با آن مواجه می‌شود، تکرار می‌کنند، از جمله نحوه رفتار بافت‌ها هنگام تعامل با آندوسکوپ.

پس از اینکه این آزمایش‌ها به تیم کمک کرد تا طراحی، نرم‌افزار و رابط کاربری سیستم را اصلاح کنند، محققان از آن برای انجام آندوسکوپی بر روی یک خوک آرام‌بخش استفاده کردند که به این دلیل انتخاب شد که سیستم گوارشی این حیوان بسیار شبیه به انسان است.

این روش با همکاری محققان و دامپزشکان در مرکز رباتیک پزشکی چندمقیاس در هنگ کنگ، با آندوسکوپ در فاصله تقریباً 9300 کیلومتری از راه دور انجام شد.

اپراتور زوریخ با موفقیت آندوسکوپ مغناطیسی را در معده خوک بدون هیچ گونه عارضه جانبی هدایت کرد. بولر گفت: اپراتور زوریخ تاخیری در حدود 300 میلی ثانیه را تجربه کرد که به اندازه کافی کوچک بود تا ایمنی و ارگونومی این روش را تضمین کند.

ما دو وظیفه را که به طور خاص علاقه مند بودیم، با موفقیت انجام دادیم. ابتدا با آندوسکوپ یک چرخش U یا "بازگشت" انجام دهید و از دیواره معده بیوپسی بگیرید. هر دو آزمایش موفقیت آمیز بود، که باعث می شود ما مطمئن شویم که این سیستم را درست طراحی کرده ایم.

وی افزود که توسعه سیستم های پیشرفته مانند این نیازمند سال ها تحقیق و تلاش مشترک گسترده است.

من که از سال 2020 فعالیت‌های رباتیک پزشکی را در آزمایشگاه رباتیک چند مقیاسی ETH زوریخ رهبری کرده‌ام، آموخته‌ام که ایجاد فناوری‌های پیشرفته در رباتیک پزشکی به معنای تفکر خارج از چارچوب و ایجاد ارتباطات جدید بین رباتیک و نیازهای بالینی برآورده نشده است. بولر گفت.

یکی از جنبه‌های شگفت‌انگیز این است که توسعه فناوری‌های واقعاً پیشگامانه چقدر چالش برانگیز است، به‌ویژه در رباتیک پزشکی که هم نوآوری و هم ایمنی بسیار مهم هستند.»

انتقال به درمانگاه

بولر توضیح داد که هدف بعدی این تیم انجام آندوسکوپی از راه دور بر روی یک بیمار انسانی است. وی افزود که تیم بر این باور است که این سیستم پتانسیل غربالگری سرطان در دستگاه گوارش را دارد.

فراتر از این، بولر و همکارانش همچنین در حال بررسی استفاده از این سیستم در زمینه‌های دیگر، مانند مداخلات عصبی عروقی و جراحی جنین هستند، جایی که انعطاف‌پذیری و دقت آن می‌تواند بسیار مهم باشد و به طور بالقوه این حوزه‌های پزشکی را متحول کند.

"گسترش دامنه روش هایی که می توانند از راه دور با سیستم ما انجام شوند برای پذیرش گسترده این رویکرد بسیار مهم است. بولر گفت که درمان شرایط بحرانی زمان مانند سکته های مغزی ایسکمیک حاد بسیار مرتبط است.

"یکی از گروه ما، Nanoflex Robotics، در حال حاضر در حال توسعه سیستم های تجاری بر اساس تحقیقات ما برای رسیدگی به این چالش ها است. این یک دیدگاه هیجان انگیز است که بتوانیم این فناوری را به کلینیک ترجمه کنیم.»

با این حال، برای فراگیر شدن جراحی رباتیک از راه دور مانند این، جراحان به شبکه های اینترنتی ایمن، قابل اعتماد و کم تأخیر در هر دو محل ربات و جراح نیاز دارند. بولر خاطرنشان کرد که اگرچه پوشش 5G در حال گسترش است، چالش‌های زیرساختی، به‌ویژه در کشورهای کم‌درآمد تا متوسط، همچنان وجود دارد.

بولر در پایان گفت: "من از تلاش و زمان زیادی که برای رساندن این مفاهیم به نقطه ای نیاز است که برای سایر ذینفعان، مانند پزشکان و سرمایه گذاران قابل اعتماد و قانع کننده باشد، شگفت زده شدم." علی‌رغم چالش‌ها، دیدن عملکرد سیستم پس از غلبه بر بسیاری از موانع فنی و علمی، بسیار لذت بخش است.

https://www.advancedsciencenews.com/remote-controlled-robot-is-changing-the-game-for-endoscopes/