Sistemul chirurgical da Vinci ©[2020] Intuitive Surgical, Inc

Cum sunt folosiți roboții în medicină?18 min read

De Valentina Nicolae 17.06.2020

Roboții asistă medicii de decenii bune, iar pandemia actuală le-a dovedit încă o dată necesitatea.

Când vine vorba de roboți, atitudinea oamenilor variază pe un continuum de la frică la fascinație. Sunt cei care se tem că aceștia ne vor fura joburile și ne vor înlocui și cei care încurajează introducerea roboților în cât mai multe sectoare ale activității omenești. Pandemia de COVID-19 ne-a arătat că avem de câștigat din folosirea roboților și că dezvoltarea domeniului roboticii medicale ne-ar ajuta în lupta cu alte posibile epidemii și dezastre naturale.Un grup de roboticieni argumentează într-un editorial de ce roboții sunt resurse importante în combaterea epidemiilor. robotics.sciencemag.org

De la apariția primelor cazuri de COVID-19, diferiți roboți au fost folosiți peste tot în lume pentru a îndeplini sarcini dintre cele mai variate: pentru a dezinfecta cu lumină ultravioletă spitalele și spațiile publice, pentru a lua temperatura și tensiunea pacienților, pentru transportul probelor recoltate în laboratoare, pentru a asigura hrana celor aflați în carantină etc. În multe dintre cazuri, acești roboți existau deja – fie ca un prototip căre a fost adaptat pentru a servi scopurilor medicale, fie ca instrumente de ajutor în spitale. Roboții le-au ușurat munca cadrelor medicale, luând asupra lor sarcini repetitive și consumatoare de timp și oferindu-le, astfel, posibilitatea medicilor și asistentelor să se concentreze pe îngrijirea pacienților. Sigur că nu o să lase nimeni în seama roboților sau inteligențelor artificiale decizii precum trierea pacienților cu COVID-19 în secțiile supraaglomerate de terapie intensivă, fiindcă nu pentru asta au fost făcuți. 

Roboții asistă medicii de 35 de ani

De fapt, roboții ajută în munca medicală deja de câteva decenii, deși abia recent, cu ocazia acestei pandemii, au început să ocupe un spațiu în mentalul colectiv. Aceștia au fost utilizați prima oară în medicină în 1985. Mai exact, un braț robotic industrial, Unimation PUMA 200, a ajutat la realizarea unei biopsii pe creier. Un altul, mult mai cunoscut, Sistemul chirurgical da Vinci, care a primit aprobarea FDA-ului american în 2000, a participat de atunci la peste șase milioane de operații în întreaga lume. Aceste instrumente nu operează, însă, singure, ci sunt controlate de un chirurg. Brațul sistemului da Vinci, de exemplu, e manevrat prin intermediul unei console de un medic, care îi dictează mișcările, pe care brațul robotic le execută cu o precizie mult mai mare decât ar putea o mână umană. 

De la prima operație efectuată de un robot până astăzi, au fost inventate mai multe tipuri de roboți, care sunt folosiți pentru intervenții neurologice, laparoscopice, ortopedice și altele. Să le luăm pe rând. 

Roboți-curier de necesar medical

Acestea sunt device-uri autonome care livrează pacienților la pat medicamentele, mesele zilnice, iau așternuturile murdare și le duc la spălătorie, aruncă gunoiul și livrează probele recoltate laboratoarelor. Un exemplu este TUG,„This Incredible Hospital Robot Is Saving Lives. Also, I Hate It”, wired.com un robot cât un mini-frigider, folosit în Statele Unite ale Americii. El navighează prin spital, așteaptă politicos liftul, bipăie ca oamenii să nu dea peste el și se duce singur în bucătărie să se încarce, după o tură de livrat medicamente și mâncare. Tot un fel de curierat face și roboțelul (e mai mic de un milimetru) cercetătorilor de la Institutul Max Planck, care poate naviga prin sistemul vascular și livra un medicament targetat acolo unde trebuie Swimming Robotic Micro Scallop” youtube.com sau robotul-origami al celor de la MIT, pe care îl înghiți ca pe o pastilă și care poate, printre altele, să îndepărteze obiecte înghițite din greșeală.

Alți roboți sunt creați pentru a muta pacienții imobilizați la pat și a-i muta pentru schimbarea așternuturilor sau investigații medicale„Robear robot care bear designed to serve Japan’s aging population”, newatlas.com sau pentru recoltarea de sânge.„Veebot, the Robotic Phlebotomist That Makes Drawing Blood Faster” medgadget.com

Roboți pentru dezinfecție

Infecțiile intraspitalicești, cu care ne-am familiarizat toți după tragedia de la Colectiv, sunt o prezență în spitalele din întreaga lume. În țările dezvoltate, ele afectează 7% din pacienți, iar în cele sub- și mediu-dezvoltate, 15%.Arată un raport din 2019 al Institutului de Sănătate Publică. insp.gov.ro Pentru cei care petrec timp la terapie intensivă, rata infecțiilor e mult mai ridicată. În aceste condiții, curățarea spațiilor de spital e esențială și roboții pot să curețe,„In Coronavirus Fight, Robots Report for Disinfection Duty”, forbes.com cu raze UV, până la ultima bacterie și într-un timp mult mai scurt decât i-ar trebui unui om ca să facă asta. 

Roboți-chirurg

De la Unimation PUMA 200 încoace, au fost creați nenumărați roboți care îi asistă pe medici în intervenții medicale de rutină și mai complicate. Lucrurile au progresat atât de mult, încât în februarie anul acesta, o echipă de cercetători olandezi a creat un robot capabil să opereze pe vase de sânge mai mici de o optime de milimetru. 

Roboți pentru recuperare medicală

Aceștia îi ajută pe oamenii cu dizabilități provocate de leziuni ale creierului sau ale coloanei vertebrale să-și recapete mobilitatea. Un exemplu sunt exoscheletoanele, adică structuri robotice atașate unei persoane paralizate, care-i permit acesteia să-și miște membrele.„Paralysed man moves in mind-reading exoskeleton”, bbc.com

Roboți-terapeut

Aceștia sunt proiectați adesea în formă de animale, sunt interactivi și le alină singurătatea pacienților în vârstă din aziluri sau celor care stau internați în spital pentru o perioadă mai lungă. PARO, un robot-focă, are senzori tactili și de lumină, se comportă ca un pui de focă normal, scoate sunete, își mișcă membrele și capul și poate fi învățat să răspundă când îl strigi pe nume. Și, mai ales, e pufos. 

Mobilizarea roboților din România

Pe plan local, există inițiative de robotică medicală care pot fi folosite în contextul combaterii pandemiei de COVID-19, dar și în afara lui. Un astfel de proiect este cel dezvoltat în cadrul laboratorului de robotică de la Facultatea de Matematică și Informatică din cadrul Universității București de către Ioana Ciprian, Irina Șargu și Ana-Maria Melinte, cu care au participat anul acesta la Innovation Labs.Un program pentru startup-uri tehnice, ajuns la a opta ediție, unde tineri IT-iști își pot materializa ideile de proiecte și primesc mentorat. innovationlabs.ro Cele trei au creat ExiGo, o orteză motorizată smart, portabilă și conectabilă la o aplicație mobile, în dezvoltarea căreia au fost consiliate de Natalia Dima, medic rezident neurolog la Spitalul Colentina. ExiGo are scopul de a ajuta în întregul proces al recuperării fizice. Poate fi blocată la un anumit unghi pentru a susține brațul și, fiind motorizată, augmentează sau contracarează mișcarea. Orteza e proiectată pentru recuperarea pasivă a articulației membrului superior, unde face exercițiile pentru pacient. În plus, oferă feedback în timp real cu privire la exercițiile efectuate și îi permite pacientului să comunice constant cu medicul de recuperare care îl monitorizează de la distanță prin intermediul aplicației mobile. După dezvoltarea primelor două etape – imobilizarea membrului superior și recuperarea pasivă, echipa se concentrează pe testarea prototipului în cadrul unor clinici, cu ajutorul unor pacienți cu nevoi reale.

La începutul pandemiei, Bucharest Robots, un startup românesc de robotică, a donat Institutului Național de Boli Infecțioase „Matei Balș” un robot de dezinfecție pe care îl aveau deja pe stoc.  

Institutul Matei Balș, dotat cu un robot UVD pentru dezinfecție#VinRoboții! Startupul românesc Bucharest Robots, condus de @Ana-Maria Stancu, a pus la dispoziția Institutului Matei Balș un robot autonom de dezinfecție menit să-i ajute pe medici în lupta contra COVID-19. Mai multe detalii aici: https://bit.ly/2QySrRVPosted by start-up.ro on Friday, March 20, 2020

Robotul dezinfectează cu lumină UVC – care inactivează virusurile și bacteriile, modificându-le ADN-ul astfel încât să nu se mai poată multiplica. Acest tip de lumină era folosit și înainte în spitale, dar pe device-uri care trebuiau mutate de oameni din loc în loc. Pe când robotul este autonom, adică, după ce îi faci o hartă și îi dai comanda de pe o tabletă, se duce singur în camerele care trebuie curățate. El se mișcă încet, cu 0,5 m/s, și poate fi programat să rămână câteva minute într-un loc, acolo unde e o cantitate mai mare de bacterii.Ana-Maria Stancu, CEO-ul startup-ului, explică cum funcționează robotul. youtube.com Principalele beneficii ale acestui dispozitiv sunt că ajută personalul medical să se expună cât mai puțin la virus și că rezolvă problema stocului de substanțe biocide când acestea sunt la mare căutare (robotul se încarcă cu energie electrică). 

Luptei împotriva COVID-19 s-a alăturat și Modulab, un laborator de cercetare și dezvoltare din București. Aceștia au produs un robot autonom de dezinfectat spitalele, MUV Smart,Răspunsuri la o listă de întrebări frecvente găsiți pe site-ul lor, modulab.com care funcționează tot pe baza radiațiilor UV, împiedicând virusurile să se multiplice. Acesta are încorporate 10 lămpi UV și are o capacitate de 4.800W. Nu au ajuns încă în spitale cu robotul, ale cărui costuri de producție se ridică la 20.000 de euro bucata, ci cu lămpi UV. Cosmin Pojoranu de la ONG-ul Funky Citizens, care a sprijinit Modulab în campania de strângere de fonduri pentru dezvoltarea mai multor roboți, spune, însă, că speră să găsească manageri deschiși la minte, care să înțeleagă beneficiile automatizării în procesul de dezinfectare.

De la mașini ucigașe la ajutoare de nădejde

Roboții au parcurs, așadar, o cale lungă de la cei imaginați de Karel Čapek acum 100 de ani. Nu doar că nu ne omoară, ba chiar ne dau posibilitatea să ne extindem abilitățile omenești și să explorăm zone ale medicinei care altfel ne sunt interzise. Iar una din lecțiile de învățat din această pandemie este că automatizarea salvează viețile celor de care avem nevoie să aibă grijă de noi. 



Text de

Valentina Nicolae

Reporter pe teme sociale la Școala9. A învățat meserie la Casa Jurnalistului. A publicat în Șapte Seri, VICE, Scena9, Men's Health, Krautreporter, Freie Presse.

ROBOȚI|LONGREAD

Etică și AI. Între documente oficiale și roboți de război

De Ionuț Preda 22/06/2020
Discuțiile privind ce este și ce nu este etic în materie de inteligență artificială au ajuns în sfârșit la nivelul politicului, însă mai există timp pentru a dezbate norme înainte ca armata să deschidă Cutia Pandorei?
ROBOȚI|Q&A

Etică și AI. Putem avea încredere în roboți?

De Mihai Ghiduc 22/06/2020
Am vorbit cu Constantin Vică, un filosof care vorbește des despre etica în tehnologia informației, despre cum rezolvăm problemele morale ridicate de apariția roboților și inteligențelor artificiale
ROBOȚI|Q&A

O soluție pentru viitor: algoritmi care completează cunoștințele specialiștilor umani

De Valentina Nicolae 19/06/2020
Pandemia de COVID-19 a readus în discuție posibilitățile de folosire a inteligenței artificiale în domeniul medical. Marius Băisan, de la Softbinator Technologies, detaliază ce se face acum și ce se mai poate realiza pe viitor cu ajutorul acestei tehnologii.
ROBOȚI|Q&A

Răzvan Ion, despre Jarvis, primul curator AI din istoria artei

De Grig Vulpe 18/06/2020
În contextul pandemiei, cum se reinventează sectorul cultural? Care este rolul artei contemporane? Pot arta și tehnologia ajuta în direcția progresului social și în dezvoltarea democrației?