Мы часто могли видеть, как в фантастических фильмах роль врачей частично или полностью заменили работы. Они диагностируют болезни, назначают лечение, проводят операции и исцеляют больных за считанные часы. На то они и фильмы, чтобы преувеличивать и поражать, да? Иногда реальность может удивлять не меньше.
Хотя мы не часто видим в своей обыденности медицинских роботов, однако уже сейчас есть огромное количество их видов. Nauka.ua предлагает ознакомиться с некоторыми функциями, которые сегодня выполняют роботы в медицине. Вот что они умеют:
Наделять хирургов нечеловеческой точностью
Наибольшую известность получили работы-хирурги, в частности, самая популярная из них роботизированная система da Vinci, которую сейчас используют в 64 странах. Их конструкция с механическими руками, которые с неестественной точностью справляются с проведением операции над спящим телом пациента, больше напоминают медицинских роботов с фантастических фильмов.
Работа с роботизированной системой da Vinci.
Они позволяют проводить хирургическое вмешательство с минимальным травмированием тканей, снизить риск инфицирования как пациента, так и врача, сократить период восстановления пациента и косметический эффект в результате получается лучше. А много таких роботов оснащены еще и режимом дополненной реальности, что не так давно точно приняли бы за фантастику.
Хотя мы обычно представляем медицинского робота как самоуправляемую машину, и от мысли о роботе со скальпелем многим становится жутко, пока они скорее лишь ассистентами хирургов, поскольку ими все же руководит человек.
Врач-хирург сидит за консолью, где выводится изображение тканей пациента, и руководит движениями своих рук механическими руками работа, которые обеспечивают лучшую точность проведения манипуляций, в частности, путем устранения природного дрожания рук. Рука такого металлического хирурга точно не дрогнет и не забудет какой-то инструмент внутри пациента после 20 часов непрерывной операции.
Недавно ученые Массачусетского технологического института создали робота-манипулятора,
который помогает врачам проводить вмешательства даже на микроскопическом уровне — с такой точностью, которая людям абсолютно не свойственна.
Конечно, медицинские работы помогают спасать жизни, но некоторые из них выполняют и менее серьезные операции. Например, трансплантируют волос тем, кому его не хватает, как это делает робот Artas.
Робот Artas проводит трансплантацию волос.
Проводить микроманипуляции изнутри организма
Сейчас на некоторые виды роботов возлагают большие надежды, хотя пока их используют в науке и не используют в медицине. Но ученые проводят много исследований, чтобы это изменить. Они верят, что крошечных роботов можно использовать для целевой доставки лекарств к конкретным органам или тканям, для длительной регистрации показателей организма, для диагностирования болезней и даже для проведения хирургических вмешательств на уровне отдельных клеток.
Ученые из США недавно проверили на животных такую возможность доставки лекарств с помощью микророботов, размером меньших миллиметр.
Такие роботы созданы из биосовместимых полимера и металла, которые могут быть нагружены лечебными препаратами. В опытах ученые ввели их через задний проход в кишечник мышей и с помощью внешних магнитов направили к конкретному месту пищеварительного тракта. Там они остались и постепенно освобождали препарат, который служил лекарством.
А южнокорейские ученые создали микророботов, которые могут соединять отдельные нейроны в цепи. Пока in vitro, но это может помочь лучше изучать заболевания вроде болезни Альцгеймера. А в будущем, возможно, медики будут применять их для восстановления пораженных нервов, например, травм спинного мозга или последствий нейродегенеративных болезней.
в 2016 году немецкие ученые даже предложили применять микророботов для искусственного оплодотворения. По сути они разработали крошечные спиральные моторчики, которые присоединяются к хвосту слабых сперматозоидов и ускоряют их, толкая к яйцеклетке. А в этом году команда исследователей предположила, что биогибрид сперматозоид-микромотор может даже доставлять препараты по кровотоку против течения. Это пригодилось бы для уничтожения тромбов в сосудах, например.
Микромотор помогает сперматозоида оплодотворить яйцеклетку. Mariana Medina-Sánchez et al / Nano Letters, 2016.
Помогать реабилитироваться
К сожалению, некоторые тяжелые болезни приводят к тому, что пациента на долгое время приковывает к кровати. В особо тяжелых случаях люди в процессе реабилитации после болезни буквально учатся снова ходить. Чтобы облегчить им задачу, разрабатывают специальных роботов.
Они могут быть относительно простыми и разминать конечности лежачих пациентов, как робот ROBERT.
Демонстрация работы робота ROBERT на модели.
Но бывают и сложные роботизированные экзоскелеты, как в Ekso Bionics. Они помогают пациентам снова ходить: могут просто поддерживать осанку или же самостоятельно инициировать ходьбу, одновременно уровень помощи можно настраивать на каждую конечность отдельно.
Здесь приведено лишь несколько примеров из сотен научных исследований, посвященных развитию медицинской робототехнике. Так же вполне вероятно, что вскоре микророботы откроют путь к качественно новой, неинвазивной и персонализированной медицине.
