Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Autonomiczny cewnik wspomoże pracę kardiochirurga

Recommended Posts

Bioinżynierowie z Boston Children's Hospital zaprezentowali pierwszego robota medycznego, zdolnego do autonomicznego przemieszczania się w organizmie. Dotychczas stosowane roboty medyczne były sterowane za pomocą dżojstików, zaprezentowano też urządzenia, którymi sterowano np. za pomocą pola magnetycznego. Tym razem na łamach Science Robotics czytamy o robocie, który samodzielnie potrafi dotrzeć do celu.

Jeden z badaczy, Pierre Dupont, szef szpitalnego wydziału Kardiologicznej Bioinżynierii Pediatrycznej uważa, że w przyszłości autonomiczne roboty będą pomagały chirurgom, dzięki czemu człowiek będzie mógł skupić się na najtrudniejszych działaniach, przez co operacje staną się mniej męczące. Możemy to porównać do samolotu myśliwskiego i jego pilota. Samolot zajmuje się rutynowymi działaniami, takimi jak lot, więc pilot może skupić się na bardziej skomplikowanych zadaniach, mówi Dupont.

Opracowany przez naukowców autonomiczny cewnik nawiguje za pomocą optycznego czujnika dotykowego opracowanego w laboratorium Duponta, korzystają przy tym z wgranej mapy anatomicznej człowieka oraz skanów pacjenta wykonanych przed operacją. Całość używa algorytmów sztucznej inteligencji, dzięki którym cewnik na bieżąco wie, w którym miejscu serca się znajduje i gdzie musi się udać.

Możliwości robota zostały przetestowane podczas symulowanej wymagającej procedury chirurgicznej zamknięcia przecieku okołozastawkowego, podczas którego tamowany jest przeciek na krawędzi zastawki. Uczeni, na potrzeby eksperymentu, skonstruowali własne zastawki. Autonomiczny cewnik samodzielnie dotarł do miejsca przecieku, a wówczas chirurg przejął nad nim kontrolę i zatamował przeciek. Podczas wielokrotnie powtarzanych testów wykazano, że robot jest w stanie dotrzeć do miejsca przecieku mniej więcej w tym samym czasie, co chirurg używający obecnie dostępnych technik. Oznacza to, ze autonomiczne urządzenie może znakomicie odciążać operującego człowieka.

Cewnik wykorzystuje technikę „podążania za ścianą”, która polega na regularnym badaniu otoczenia. Naukowców zainspirowały zwierzęta, używające czułek czy wibrysów do badania nieznanego sobie otoczenia. Cewnik był na bieżąco informowany przez swoje czujniki, czy dotyka krwi, ścian serca czy zastawki oraz jak mocno na nie naciska. Otoczenie było też monitorowane za pomocą miniaturowej kamery, a algorytmy cewnika porównywały przechwycone obrazy z danymi z wcześniejszego obrazowania medycznego i odpowiednio je interpretowały. W ten sposób cewnik przemieszczając się wzdłuż ścian lewej komory bijącego serca dotarł do przeciekającej zastawki, do miejsca przecieku i tam został przejęty przez chirurga.

Droga do zastawki zajęła cewnikowi nieco więcej czasu niż chirurgowi, ale warto zauważyć, że cewnik poruszał się najdłuższą możliwą drogą. Statystycznie rzecz ujmując, czas dotarcia jest właściwie równy. Naszym zdaniem to imponujące osiągnięcie, biorąc pod uwagę fakt, że znajdujemy się w wypełnionym krwią bijącym sercu i staramy się dotrzeć do celu wielkości liczonej w milimetrach, cieszy się Dupont. Uczony dodaje, że zaletą autonomicznego cewnika jest zdolność do wizualizacji i czucia otoczenia, co może pozwolić na wyeliminowanie konieczności korzystania z obrazowania fluoroskopowego, narażającego pacjenta na promieniowanie jonizujące.

Dupont mówi, że autonomiczny cewnik jest najbardziej ambitnym przedsięwzięciem w jego karierze. O ile chirurg, który korzystał z niego podczas operacji na świńskim sercu, mógł dzięki pomocy robota odpocząć, to inżynierowie na bieżąco przeprogramowywali znajdującego się w sercu robota, by udoskonalić jego działanie. Czasami inżynierowie z naszego zespołu wychodzili z sali operacyjnej całkowicie wyczerpani. Ale daliśmy radę, mówi Dupont.

Kardiolodzy, z którymi współpracował Dupont, chcieliby w przyszłości wykorzystać autonomiczne roboty np. do mapowania serca, prowadzenia lekarza podczas szczególnie trudnych czy niezwykłych operacji lub też zastosowanie ich tam, gdzie brakuje chirurgów z odpowiednim doświadczeniem. Amerykańska Agencja Żywności i Leków opracowuje właśnie zasady dotyczące wykorzystywania w medycynie urządzeń ze sztuczną inteligencją. Zdaniem Duponta, twórcy takich urządzeń powinni wyposażyć je w możliwość zbierania i dzielenia się danymi za pomocą internetu, co pozwoliłoby na ciągłe ich udoskonalanie.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...