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

Robot - najlepszy przyjaciel chirurga?

Recommended Posts

Już niedługo prowadzenie operacji na bijącym sercu mogą stać się o wiele prostsze. Wszystko dzięki robotycznemu ramieniu dostosowującemu swoją pozycję do ruchów najważniejszego mięśnia organizmu.

Autorami wynalazku są inżynierowie z Laboratorium Informatyki, Robotyki i Mikroelektroniki w Montpellier: Rogério Richa, Philippe Poignet oraz Chao Liu. Opracowane przez nich urządzenie analizuje w czasie rzeczywistym ruchy bijącego serca oraz poruszających się płuc, a następnie - na podstawie zebranych informacji - tworzy matematyczny model pozwalający na przewidywanie kolejnych skurczów i rozkurczów związanych z pompowaniem krwi oraz wdechami i wydechami.

Wyniki obliczeń są przekazywane do robotycznego ramienia trzymającego narzędzia chirurgiczne. Na podstawie otrzymanych informacji urządzenie porusza się w sposób pozwalający na dostosowanie własnej pozycji do ruchów organów. Umożliwia to utrzymanie stałej odległości np. od ściśle określonego punktu na ścianie serca.

Dla chirurga prowadzącego operację korzyść z zastosowania tego wynalazku jest oczywista. Dzięki automatycznej regulacji położenia robotycznego ramienia lekarz może zachowywać się tak, jakby pracował na nieruchomym organie. Znacząco zwiększa to bezpieczeństwo zabiegu i ogranicza ryzyko popełnienia błędu.

Dodatkową zaletą jest możliwość uniknięcia procedury zatrzymania lub osłabienia krążenia, które często bywa konieczna podczas typowych operacji na otwartym sercu.

Data rynkowej premiery urządzenia nie została podana nawet w przybliżeniu. Można się jednak spodziewać, że jeżeli znajdzie się inwestor skłonny do sfinansowania dalszych badań nad jego rozwojem, robotyczne ramię może pojawić się na salach operacyjnych już za kilka lat.

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  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom ze Scripps Institution of Oceanography udało się przeprowadzić pierwsze w historii pomiary tętna płetwala błękitnego. Pomiarów dokonano w Zatoce Monterey za pomocą specjalnego urządzenia, które przez dobę było przymocowane do ciała zwierzęcia. Cztery przyssawki utrzymywały je w pobliżu lewej płetwy piersiowej, gdzie mogło ono rejestrować rytm serca.
      To ważne badania, gdyż opracowaliśmy technikę rejestrowania elektrokardiogramu i tętna największego zwierzęcia, jakie kiedykolwiek istniało na Ziemi, mówi Paul Ponganis. Tętno płetwala jest zgodne z naszymi przewidywaniami bazującymi na masie ciała, a uzyskane dane potwierdzają anatomiczne i biomechaniczne modele funkcjonowania układu krążenia tak dużych zwierząt, dodaje uczony.
      Uzyskane dane wskazują, że serce płetwali błękitnych pracuje blisko granicy wydajności, co może wyjaśniać, dlaczego zwierzęta te nie wyewoluowały w jeszcze większe. W zanurzeniu u płetwala błękitnego występuje bardzo powolna akcja serca (bradykardia), a w wynurzeniu serce bije z niemal maksymalną prędkością (tachykardia), co pozwala na dokonanie wymiany gazowej i powrót krwi do wszystkich tkanek, gdy zwierzę znajduje się na powierzchni. Tego typu badania pozwalają nam sprawdzić fizjologiczne granice związane z rozmiarami ciała, dodaje Ponganis.
      Zwierzęta, których organizmy działają na takich fizjologicznych ekstremach, pozwalają nam zrozumieć biologiczne ograniczenia rozmiarów. Mogą być też szczególnie wrażliwe na zmiany środowiska wpływające na ich źródła pożywienia. Zatem takie badania mogą być istotne dla naszych wysiłków na rzecz zachowania zagrożonych gatunków, stwierdza główny autor badań, profesor Jeremy Goldbogen.
      Przed 10 laty Ponganis i Goldbogen dokonali pomiarów tętna u nurkującego pingwina cesarskiego i zaczęli się zastanawiać, czy uda się to wykonać w przypadku płetwala błękitnego. Prawdę mówiąc, wątpiłem w to. Musielibyśmy znaleźć płetwala, umieścić urządzenie w odpowiednim miejscu, musiałoby mieć ono dobry kontakt z jego skórą, a przede wszystkim musiałoby działać i rejestrować dane, mówi Goldbogen.
      Naukowcy wiedzieli, że ich urządzenie dobrze działa na mniejszych waleniach przetrzymywanych w niewoli, ale płetwal błękitny to zupełnie inna historia. Przede wszystkim nie odwróci się on na grzbiet, by umożliwić przyczepienie urządzenia. Ponadto od strony brzusznej skóra płetwala przypomina miech akordeonu i silnie się rozciąga podczas jedzenia, więc urządzenie rejestrujące z łatwością mogło się odczepić.
      Lata przygotowań przyniosły jednak dobry skutek. Urządzenie udało się dobrze umocować już za pierwszym razem. A zarejestrowane dane pokazały, jak pracuje serce płetwala.
      Okazało się, że gdy zwierzę nurkuje, jego serce zwalnia średnio do 4–8 uderzeń na minutę. Najwolniejsze zarejestrowane tempo wyniosło 2 uderzenia na minutę. Gdy badany płetwal znalazł się na największej zarejestrowanej głębokości – 184 metrach – gdzie pozostawał przez 16,5 minuty i żerował, jego puls wzrósł do około 5 uderzeń na minutę, a następnie znowu zwolnił. Gdy zwierzę się najadło i zaczęło wynurzać, jego serce przyspieszyło. Największe tempo, 25–37 uderzeń na minutę, osiągnęło na powierzchni podczas oddychania.
      Uzyskane wyniki były nieco zaskakujące, gdyż najwyższe tętno niemal przekraczało wyliczenia oparte na modelach, a tętno najniższe było o 30–50 procent wolniejsze niż mówiły przewidywania. Naukowcy sądzą, że zaskakująco wolne tętno można wyjaśnić elastycznym łukiem aorty, który powoli się kurczy, zapewniając dodatkowy przepływ krwi pomiędzy uderzeniami serca. Z kolei zaskakująco szybkie tempo bicia serca na powierzchni można tłumaczyć jego ruchem i kształtem, które powodują, że ciśnienie podczas poszczególnych skurczów nie zakłóca przepływu krwi.
      Patrząc na badania z szerszej perspektywy, wyjaśniają one, dlaczego nigdy nie pojawiło się zwierzę większe od płetwala błękitnego. Jeszcze większe ciało ma tak duże potrzeby energetyczne, że przekraczałoby to możliwości serca.
      Naukowcy już planują kolejne badania. Chcą np. dodać do swojego urządzenia akcelerometr, by sprawdzić, jak różne aktywności płetwala wpływają na tempo kurczenia się jego serca. Spróbują też zbadać inne wieloryby.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z amerykańsko-chińskiego zespołu zbudowali miękkiego robota z funkcjami neurobiomimetycznymi. Naukowcy twierdzą, że to pierwszy krok w kierunku bardziej złożonego sztucznego układu nerwowego.
      Prof. Cunjiang Yu z Uniwersytetu w Houston podkreśla, że dzięki temu w przyszłości powstaną protezy, które będą się bezpośrednio łączyć z nerwami obwodowymi w tkankach biologicznych, zapewniając sztucznym kończynom funkcje neurologiczne. Osiągnięcie autorów publikacji z pisma Science Advances przybliża też perspektywę miękkich robotów, które będą potrafiły myśleć i podejmować decyzje.
      Akademicy z ekipy Yu dodają, że ich odkrycia przydadzą się zarówno specjalistom z dziedziny neuroprotetyki, jak i obliczeń neuromorficznych (chodzi o przetwarzanie dużych ilości danych przy niewielkim zużyciu energii; a wszystko to za pomocą urządzeń naśladujących elektryczne działanie sieci nerwowych).
      Czerpiąc inspiracje z natury, naukowcy zaprojektowali tranzystory synaptyczne, czyli tranzystory działające podobnie do neuronów, które spełniają swoje funkcje nawet po rozciągnięciu o 50%.
      Podczas testów tranzystor umożliwiał np. powstanie potencjału postsynaptycznego pobudzającego czy zjawiska facylitacji (ang. paired-pulse facilitation, PPF), a także realizował funkcje pamięciowe.
      Koniec końców miękki robot został wyposażony w odkształcalną sztuczną skórę z gumy wrażliwej na nacisk i tranzystorów synaptycznych. Dzięki temu był w stanie "wyczuwać" interakcje ze środowiskiem zewnętrznym i odpowiednio na nie reagować.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na tegorocznym kongresie Europejskiego Towarzystwa Anestezjologicznego w Wiedniu zaprezentowano przypadek 60-letniego mężczyzny, u którego podczas operacji ratującej życie doszło w sierpniu 2018 r. do "pożaru" w klatce piersiowej.
      U pacjenta, który rok wcześniej przeszedł pomostowanie aortalno-wieńcowe, występował rozwarstwiający tętniak aorty wstępującej. Istotne jest też to, że mężczyzna od lat zmagał się z przewlekłą obturacyjną chorobą płuc (POChP). Podczas operacji chirurdzy wykryli w prawym płucu pacjenta pęcherze rozedmowe. Jeden z nich przypadkowo przebito. By zapobiec niewydolności oddechowej, zwiększono przepływ gazów anestetycznych do 10 l/min; zawartość tlenu podwyższono do 100%.
      Niedługo potem przez użycie narzędzia do elektrokauteryzacji doszło do zapłonu chusty chirurgicznej. Ogień natychmiast ugaszono. Pacjentowi nic się nie stało. Dalsza część operacji przebiegła już bez przygód.
      Mimo że udokumentowano tylko parę przypadków zapłonu w klatce piersiowej - 3 dot. chirurgii klatki piersiowej i 3 dot. pomostowania aortalno-wieńcowego [pot. bypassów] - wszystkie wiązały się z chustami chirurgicznymi, elektrokauteryzacją, podwyższonym wdechowym stężeniem tlenu oraz pacjentami cierpiącymi na POChP lub inną chorobę płuc - opowiada dr Ruth Shaylor z Austin Health w Melbourne. Szczególnie chirurdzy i anestezjolodzy powinni mieć świadomość, że jeśli płuco jest uszkodzone lub następuje wyciek powietrza z jakiegokolwiek innego powodu, w klatce piersiowej może nastąpić zapłon. Pacjenci z POChP znajdują się w grupie podwyższonego ryzyka.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwa białka - receptory glikokortykoidów (ang. glucocorticoid receptor, GR) i mineralokortykoidów (ang. mineralocorticoid receptor, MR) - wspierają się wzajemnie, by utrzymać serce w dobrym zdrowiu. Gdy sygnalizacja między nimi zostaje zaburzona, u myszy rozwija się choroba serca.
      Wyniki, które ukazały się w piśmie Science Signalling, mogą zostać wykorzystane do opracowania związków terapeutycznych dla osób z grupy podwyższonego ryzyka zawału.
      Stres zwiększa ryzyko zgonu z powodu niewydolności serca, bo nadnercza wytwarzają wtedy kortyzol. Kortyzol wywołuje reakcję walcz lub uciekaj i wiąże się z receptorami GR i MR w różnych tkankach ciała, by m.in. ograniczyć stan zapalny.
      Gdy poziom kortyzolu we krwi jest zbyt wysoki przez dłuższy czas, mogą się rozwinąć różne czynniki ryzyka chorób serca, w tym podwyższony poziom cholesterolu i cukru czy nadciśnienie.
      Dr Robert Oakley zidentyfikował źle działające GR w latach 90., gdy jako student pracował z dr. Johnem Cidlowskim na Uniwersytecie Karoliny Północnej w Chapel Hill. Krótko po tym odkryciu inni naukowcy stwierdzili, że ludzie z ponadprzeciętną liczbą zmienionych receptorów GR są bardziej narażeni na choroby serca. Opierając się na tych wynikach, Oakley i Cidlowski testowali szczep myszy pozbawionych sercowych GR. U zwierząt dochodziło do powiększenia serca, a przez to do jego niewydolności i zgonu. Kiedy naukowcy z NIEHS (National Institute of Environmental Health Sciences) wyhodowali szczep myszy bez sercowych MR, serca gryzoni działały normalnie.
      Oakley i Cidlowski zaczęli się więc zastanawiać, co się stanie, gdy w tkance serca brakować będzie obu receptorów. Naukowcy przypuszczali, że zwierzęta po podwójnym knock-oucie genowym będą miały podobne lub poważniejsze problemy z sercem jak myszy bez GR. Ku naszemu zaskoczeniu, serca były [jednak] oporne na chorobę - opowiada Oakley.
      Cidlowski podkreśla, że u myszy tych nie zaszły zmiany genowe, które doprowadziły do niewydolności serca u gryzoni pozbawionych GR, a jednocześnie zaszły korzystne zmiany w działaniu genów chroniących serce. Choć ich serca działały prawidłowo, w porównaniu do serc bez receptorów MR, były one nieco powiększone.
      Sugerujemy, że skoro GR i MR współpracują, lepszym podejściem [do leczenia ludzi z chorobami serca] będzie produkowanie leków działający nie na jeden, ale na dwa receptory naraz - podsumowuje Cidlowski.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za kilka tygodni w Tokio ruszy kawiarnia, której pomysłodawcy wpadli na niezwykłą ideę jednoczesnego zatrudnienia osób z bardzo poważnym stopniem niepełnosprawności oraz robotów. W kawiarni mają pracować roboty, które będą kontrolowane zdalnie przez niepełnosprawnych przebywających we własnych domach.
      Androidy, wysokości mniej więcej 7-letniego dziecka, zostały wyposażone w kamery oraz mikrofony, dzięki czemu ich operatorzy zobaczą i usłyszą to, co dzieje się wokół. Pomysłodawcy mają nadzieję, że dzięki ich działaniom więcej firm zdecyduje się na zatrudnienie osób z ciężkimi niepełnosprawnościami, np. z chorobami prowadzącymi do zaniku mięśni.
      Wspomniane roboty OriHime-D. Ich operatorami będą osoby cierpiące np. na stwardnienie zanikowe boczne (choroba Lou Gehringa), tę samą chorobę, na którą cierpiał Stephen Hawking. Jeśli testy wypadną pomyślnie, to niewykluczone, że jeszcze przed Igrzyskami Olimpijskimi w Tokio w 2020 roku kawiarnia będzie na stałe zatrudniała roboty i niepełnosprawnych. Każdy powinien mieć prawo do pracy, mówi jeden z pomysłodawców, Masatane Muto, który sam cierpi na stwardnienie zanikowe boczne.
      Roboty OriHime-D mają 120 centymetrów wysokości i ważą około 20 kilogramów, będą pracowały w dzielnicy Akasaka od 26 listopada do 7 grudnia.
      Mniejsze wersje podobnych urządzeń sprzedaje około 70 japońskich firm. Są one wykorzystywane m.in. przez uczniów, którzy z jakichś powodów nie mogą chodzić do szkoły.
      Przedsiębiorstwem, które stoi za niezwykłą kawiarnią i które samo produkuje roboty, jest Ory Lab. Jego szef, Kentaro Yoshifuji, cierpiał w młodości na chorobę wywołaną stresem, przez co jako dziecko był izolowany od kolegów. Studiował robotykę na tokijskim Waseda University, chcąc opracować system porozumiewania się ludzi za pośrednictwem robotów.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...