Robotyka medyczna to stosunkowo młody, ale bardzo dynamicznie rozwijający się dział nauki. Dzięki połączeniu mechaniki, cybernetyki, informatyki powstały systemy robotyczne, które wspierają diagnostykę, leczenie i rehabilitację.
Robot nie operuje, to chirurg operuje dzięki urządzeniu
Da Vinci to najbardziej znany na świecie robot medyczny. Ten supernowoczesny zestaw do chirurgii robotowej składa się z czterech części: konsoli chirurgicznej odpowiedzialnej za sterowanie; robota posiadającego trzy lub cztery ramiona (w zależności od wersji); narzędzi chirurgicznych oraz systemu wizyjnego 3D. Robot ułatwia lekarzowi dostęp do miejsc, które w tradycyjnej chirurgii są mało dostępne. Kamera transmituje trójwymiarowy obraz w dziesięciokrotnym powiększeniu. Da Vinci ma zastosowanie głównie w zabiegach małoinwazyjnych, w których niezbędna jest wysoka precyzja, m.in. w urologii, kardiochirurgii, chirurgii naczyniowej, chirurgii głowy i szyi, ginekologii, proktologii. Chirurdzy podkreślają, że dzięki operacji z użyciem robota da Vinci jest mniejsza utrata krwi, prawdopodobieństwo komplikacji, a okres rekonwalescencji pacjenta jest krótszy.
Roboty mobilizują pacjenta
Nowoczesne rozwiązania robotyczne w rehabilitacji to szansa dla pacjentów na powrót do zdrowia. Osoby po udarze muszą na nowo uczyć się podstawowych czynności w codziennym życiu, jak np. chodzenie. W tych ćwiczeniach mogą im pomóc innowacyjne urządzenia rehabilitacyjne i specjalne roboty. Oprócz robotów, które są przeznaczone do usprawniania kończyn górnych i dolnych, są np. dynamiczne stoły do pionizacji pacjenta z funkcją kroczenia. Dzięki tym ćwiczeniom można przeciwdziałać negatywnym efektom długotrwałego leżenia. Urządzenia informują również, co i w jaki sposób ma wykonać pacjent. W rehabilitacji najważniejsze jest, aby to pacjent aktywizował ruch, a robot tylko mu w tym pomagał, a nie wykonywał go za człowieka.
Urządzenia do rehabilitacji cały czas są rozwijane, aby jak najlepiej wspomagać pacjentów. Sprawdzają się tu pomysły polskich naukowców i inżynierów. Innowacyjnym rozwiązaniem gliwickiej firmy EGZOTech jest Luna-EMG – robot rehabilitacyjno-diagnostyczny, wspomagający kinezyterapię pacjentów ortopedycznych i neurologicznych. Urządzenie wykorzystuje sygnały elektryczne pochodzące z mięśni, wspomagając rehabilitację pacjenta. Luna analizuje stan zdrowia pacjenta, porównuje treningi na początku i na koniec terapii. W ramach diagnostyki przeprowadza pomiary zakresu ruchomości, siły mięśniowej oraz pomiary elektromiograficzne. Rehabilitacja z zastosowaniem Luny zwiększa siłę mięśniową, zakres ruchomości stawów oraz usprawnia koordynację ruchową pacjenta.
Pluszowy robot do terapii polisensorycznej
Mała foka szetlandzka z miękkim, miłym w dotyku białym futerkiem to nie zabawka, tylko… robot ze sztuczną inteligencją do terapii polisensorycznej. Marzena Grochowska, terapeutka sztucznej inteligencji foki Paro, wyjaśnia, że „to pierwszy robot społeczny, który ma badania kliniczne i po którego stosowaniu na pewno obniży się ciśnienie, będzie się zrelaksowanym i zwiększy się swą rezerwę poznawczą”. Terapia przeznaczona jest m.in. dla osób z niepełnosprawnością fizyczną, z autyzmem, demencją, dzieci z problemami wychowawczymi, pacjentów onkologicznych, osób żyjących w nadmiernym stresie. Robot Paro słucha, mówi, czuje, widzi i porusza się. – Paro pracuje w nurcie terapii Snoezelen, to unikalna metoda terapeutyczna, polegająca na niedyrektywnej stymulacji polisensorycznej. W podstawowym swym mechanizmie robot ma zadanie odwzorowywać i odzwierciedlać ludzkie emocje – wyjaśnia Marzena Grochowska.
Foka zachowaniem przypomniana prawdziwe zwierzę, reaguje na swoje imię, przytula się do swojego opiekuna-pacjenta. Zachęca go do aktywności, stwarza poczucie bezpieczeństwa i zmniejsza stres.
Robot-pielęgniarka poda leki i zmierzy temperaturę
Pandemia COVID-19 uwidoczniła problem braków kadrowych w szpitalach, zwłaszcza pielęgniarek. Personel medyczny został obciążony nie tylko większą liczbą zadań, ale także większym ryzykiem zachorowania na koronawirusa. Czy mobilny robot zastąpi pielęgniarkę w szpitalu zakaźnym?
W czerwcu w 2020 roku na Politechnice Śląskiej zaprezentowano prototyp robota asystującego, który w przyszłości może okazać się pomocny np. w czasie epidemii. Urządzenie opracowali inżynierowie z firmy KUKA (światowy producent inteligentnych rozwiązań w dziedzinie automatyzacji) wraz z naukowcami z Wydziału Inżynierii Biomedycznej Politechniki Śląskiej i specjalistami z APA Group. Mobilny robot został wyposażony w wiele przyrządów medycznych, m.in. kamerę termowizyjną, podajnik leków. Bazą tej konstrukcji jest autonomiczny i mobilny robot KMR iiwa, który dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu został dostosowany do nowych zadań.
– Ten robot jest wyposażony w inteligentny system sterowania, taki, który pozwala zdefiniować punkt startowy i punkt końcowy, wyznaczyć trajektorię, po której powinien się poruszać – wyjaśnia Artur Pollak, prezes Zarządu APA Sp. z o.o. – Robot został wyposażony w specjalny tablet, który umożliwia komunikację z pacjentem, ale równocześnie osoba, która steruje robotem widzi, jak on wykonuje swoje działania.
Robot-pielęgniarka może zmierzyć temperaturę, podawać leki, być pośrednikiem w kontakcie pomiędzy pacjentem a lekarzem. Dzięki samodzielnej dezynfekcji nie będzie stwarzać zagrożenia epidemicznego, co zapobiegnie zapobiegać zakażeniom w szpitalach.
– Czy robot wyręczy pracę pielęgniarki? Nie wiem. Wszędzie usiłujemy zastąpić człowieka, ale wydaje mi się, że to zmierza do czegoś innego. My nie zastępujemy człowieka, my ułatwiamy pracę człowiekowi. I myślę, że tak powinniśmy na to patrzeć – powiedział podczas prezentacji urządzenia dr n. med. Jerzy Pieniążek, dyrektor Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego nr 4 w Bytomiu.
Bajki robotów… dla dzieci
– Jestem Pepper, robot recepcyjny, znajdujesz się w centrum leczenia dla najmłodszych. Przypominam ci o zdezynfekowaniu rąk – mówi jeden z robotów humanoidalnych, który od czerwca 2021 r. pojawił się w Centrum Pediatrii im. Jana Pawła II w Sosnowcu. To pierwszy szpital w Polsce, który dzięki unijnej dotacji zdecydował się na zakup sześciu humanoidalnych robotów – recepcyjnych, inspekcyjnych i edukacyjnych. Roboty Pepper, Sanbot, Nao mają wspierać personel m.in. w zakresie obsługi pacjentów w rejestracji, informacji o usługach szpitala, godzinach przyjęć, oraz przy pomiarze temperatury ciała. Dzięki zainstalowanym aplikacjom i plikom wideo mogą udzielać podstawowych e-porad. Robot będzie ćwiczyć z małymi pacjentami podczas zajęć rehabilitacyjnych, a także – dzięki funkcjom naśladowania dźwięków, wypowiadania sylab i słów – pomagać w ćwiczeniach logopedycznych.
– Dziś roboty pracują w służbie medycyny. Spełniają bardzo ważną funkcję. Dzieci, które przebywają na oddziałach mają dzięki nim dużo frajdy i radości. Umilają im pobyt w szpitalu, a to przecież jest dla nich niełatwe przeżycie, zawsze wiążące się z jakimś obciążeniem psychicznym – mówi Andrzej Siwiec, prezes Centrum Pediatrii w Sosnowcu.
Przygotowanie robotów do funkcjonowania w szpitalu było sporym wyzwaniem, przyznaje Łukasz Dudek, Senior Sales Officer z firmy Weegree One, która dostarczyła urządzenia do Centrum Pediatrii w Sosnowcu: „Programowanie robotów zajęło nam dwa miesiące. Proces uczenia się robotów ma charakter ciągły, dlatego będziemy je na bieżąco aktualizować i udoskonalać, by dobrze funkcjonowały w szpitalu i wspierały małych pacjentów”.
W lutym 2022 roku na oddziale Ortopedii i Traumatologii Narządu Ruchu dla Dzieci Zespołu Szpitali Miejskich w Chorzowie pojawił się Robokot, urządzenie z kocimi wąsami i uszami. BellaBot ma przede wszystkim pomagać dzieciom zapomnieć o chorobie i bólu. Urządzenie reaguje na dotyk, lubi głaskanie, ma funkcje umożliwiające korzystanie z audiobooków i muzyki. Może podać dziecku książki czy maskotki. Dzięki funkcji „chodź za mną” odprowadza dzieci na badania i zabiegi. Obecność BellaBot przy takich procedurach medycznych jak pobieranie krwi czy wkłucie obwodowe może pozytywnie wpłynąć na małego pacjenta. Robot może też wspomagać pracę personelu w szpitalu, rozwozić posiłki, informować o obchodzie lekarskim.
Natomiast studenci Politechniki Śląskiej zaprojektowali platformę kroczącą w kształcie psa – Reksio. Julia Nowak, Daniel Ślusarz i Łukasz Gałeczka w rozmowie dla TVN24 (maj, 2024) wyjaśniają, że nad swoim robotem pracowali rok i cały czas go rozwijają. Studenci chcieliby, żeby ich robot służył dzieciom z niepełnosprawnościami. – Pomaga nam przekonywać dzieci do robotów – obiektów, które są obce, ale jednak coś przypominają. (…) W Japonii coraz częściej widzi się roboty. One przekonują człowieka do wszelkiego rodzaju maszyn i urządzeń w medycynie. Nie chcemy, żeby dzieci bały się podczas operacji wzroku czy innych zabiegów – mówi Łukasz Gałeczka.
Reksio to nie pierwszy robot stworzony przez studentów. Młodzi naukowcy z Politechniki Białostockiej już w 2016 roku zaprezentowali „Bobota – prawdziwego przyjaciela”, czyli robota, który może zostać opiekunem i kolegą małych pacjentów w szpitalach. Bobot, przypominający wzrostem dziecko w wieku szkolnym, dzięki zastosowanej elektronice będzie potrafił sprawdzić pacjentowi temperaturę i puls, przewozić w plecaku np. próbki krwi. Koordynator projektu Marcin Żukowski w rozmowie dla PAP powiedział, że Bobot będzie mógł opowiadać bajki, śpiewać piosenki, wyświetlać filmy edukacyjne, a także komunikować się z głuchoniemymi dziećmi. Robot – dzięki wbudowanej kamerce ¬– pomoże też pielęgniarce w pilnowaniu pacjentów w sali. Może również służyć jako narzędzie do zdalnych konsultacji lekarskich. – Dzieci potrzebują ciepła i uwagi, więc każda dodatkowa inicjatywa w szpitalu ma znaczenie – zaznaczył Marcin Żukowski. „Bobot – prawdziwy przyjaciel” został doceniony nie tylko przez małych pacjentów, ale też w świecie nauki i otrzymał kilka nagród: główną nagrodę w konkursie „Technotalent” 2016, złoty medal na Międzynarodowych Targach Wynalazków i Innowacji INTARG 2017 i 2018, złoty medal na Międzynarodowych Targach Wynalazczości Concours Lépine 2018.
Roboty są przyszłością medycyny: wszechstronne, niezawodne, precyzyjne, nie męczą się. Są potrzebne w różnych sektorach medycyny. Czy będzie ich więcej w polskiej ochronie zdrowia? Jeśli tak – będzie lepiej dla nas, bo każdy z nas może być pacjentem...
Polska nauka
dla rozwoju medycyny i zdrowia Polaków
Przeczytaj inne artykuły poświęcone polskiej nauce
Projekt współfinansowany ze środków Ministerstwa Edukacji i Nauki w ramach programu „Społeczna Odpowiedzialność Nauki”