Robotică biomedicală

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Robotica biomedicală este o ramură a roboticii care se ocupă cu proiectarea și dezvoltarea roboților și a instrumentelor robotizate pentru a fi utilizate în domeniul sănătății. Robotica biomedicală este un domeniu de cercetare multidisciplinar în care converg robotica , medicina , informatica .

Domenii de utilizare

Răspândirea roboticii în domeniul medical a început în anii nouăzeci cu dezvoltarea sistemelor robotizate pentru chirurgie, diagnostic, reabilitare, protezare, asistență și lansarea primelor produse de pe piață. [1]

Chirurgie robotică

Include o intervenție chirurgicală efectuată grație dispozitivelor robotizate, care utilizează o platformă chirurgicală capabilă să reproducă mișcările mâinii umane în câmpul operațional. [1] [2]

În special, în domeniul chirurgical, s-au obținut următoarele avantaje:

  1. extinderea capabilităților operatorului: controlul instrumentelor cu mișcări simple ale mâinilor permite chirurgului să depășească limitele tehnicilor tradiționale.
  2. eliminarea tremurăturilor fiziologice ale mâinilor chirurgului datorită utilizării instrumentelor robotizate conectate la consola de control.
  3. viteză mai mare în operații, scăderea invazivității intervențiilor și precizie crescută.
  4. Vizualizare 3D de înaltă definiție prezentată pe consola chirurgului.
  5. confort mai mare pentru chirurg în timpul operației datorită ergonomiei dispozitivelor. [2]

Diagnostic

Include sisteme robotizate care permit atât explorarea unor părți ale corpului uman greu accesibile în orice alt mod, cât și reducerea invazivității intervenției diagnostice, astfel încât să atenueze disconfortul fizic și psihologic al pacientului. [1]

În diagnosticul robotizat, cu ajutorul unui instrument robot semi-autonom, medicul poate face fără efectuarea verificărilor care implică repetarea mișcărilor pentru o perioadă lungă de timp, asumându-și poziții incomode și folosind sonde dificile. [1]

Robotica de reabilitare

Include sisteme de sprijin pentru terapiile de reabilitare. Un sistem de reabilitare robotizată este capabil să intensifice orele de tratament, să măsoare performanța pacientului după o ședință sau o perioadă de ședințe cu măsuri obiective. Tratamentul cu robotul poate fi personalizat pe baza caracteristicilor pacientului. Utilitatea terapeutică a roboților este, de asemenea, legată de posibilitatea de a construi sisteme robotice din ce în ce mai ușoare, capabile să se adapteze din ce în ce mai bine la mișcările utilizatorului. [1]

Robotica este folosită și în reabilitarea cognitivă, în special în cazul pacienților cu autism . Scopul este de a construi interfețe simple și intuitive, inclusiv dispozitive pentru simularea expresiilor faciale, cu scopul de a stimula subiectul să interacționeze și să comunice emoțiile lor. [1]

Proteză

În domeniul proteticii, robotica biomedicală a adus avantaje în interacțiunea dintre subiect și dispozitivul robot și în dezvoltarea diferitelor tipuri de interfețe invazive și neinvazive. Conexiunea directă cu sistemul nervos, în special, face ca subiectul să perceapă dispozitivul robotizat nu ca un corp extern, ci ca o parte integrantă a lui. [1]

Robotica protetică include interfețe creier-computer (ICC). ICC-urile sunt considerate de intrare dacă furnizează semnale care duc la sistemul nervos, sunt considerate de ieșire dacă semnalul produs de sistemul nervos al utilizatorului este utilizat cu scopul de a controla un computer sau un sistem robotizat. [1] În general, sistemele protetice se conectează la manipulatoare robotice, scaune cu rotile robotizate și programe de procesare a textelor, permițând derivarea intenției unui utilizator pe baza analizei corelaților neuronali ai activităților sale de gândire și apoi planificarea fiecărui pas și efectuarea acțiunii corespunzătoare. [1]

Asistenţă

Include roboți capabili să ajute persoanele vârstnice sau cu dizabilități să efectueze operațiunile vieții de zi cu zi și, în general, dispozitive cu un grad de autonomie suficient pentru a funcționa în contexte domestice fără intervenția tehnică a terților. [1]

Sistemele robotizate de asistență personală pot permite persoanelor vârstnice sau cu dizabilități să devină autonome în executarea sarcinilor zilnice, economisind în același timp cheltuielile legate de asistența unui operator uman. [1]

Probleme

Problemele roboticii biomedicale sunt legate de probleme etice, juridice și economice.

Chirurgia robotică creează probleme legate de costul sistemului, atât inițial pentru robot și instrumentație, cât și pentru întreținerea sistemului în sine. Mai mult, pentru a opera robotul, sunt necesare abilități foarte mari din partea chirurgului, care să fie dobândite prin instruire specifică. Alte dezavantaje sunt legate de capacitatea limitată a proiectanților și operatorilor de a prezice și controla pe deplin unele sisteme robotizate; acest lucru duce la probleme de atribuire a responsabilității morale și obiective. [1]

Problemele de diagnostic sunt foarte similare prin faptul că includ autonomia medicului și controlabilitatea aparatului de diagnosticare, costurile și utilizarea corectă a tehnologiilor avansate, riscurile care decurg din diagnosticarea la distanță și problemele juridice conexe. [1]

Tehnologiile de reabilitare robotică implică probleme de cost legate de achiziționarea, instalarea, întreținerea și monitorizarea acestor tehnologii. Este necesar să se evalueze acceptabilitatea acestor sisteme de către pacienți și să se analizeze posibilele consecințe ale introducerii acestora asupra angajării la locul de muncă, atât în ​​legătură cu transformarea sarcinilor de muncă, cât și cu o posibilă reducere a terapiilor de reabilitare. [1]

Robotica protetică ridică probleme de cost, ca și în alte domenii ale roboticii medicale, dar mai presus de toate problemele justiției. De fapt, problemele de autonomie și responsabilitate apar în acest sector, deoarece recuperarea funcțiilor motorii tipice vieții de zi cu zi este legată de un transfer parțial al controlului acțiunii de la om la mașină. [1]

În domeniul asistenței medicale, acceptabilitatea tehnologiilor robotizate de către pacienți variază în funcție de sector, cu vârfuri pozitive în fizioterapie reabilitativă și dificultăți psihologice mai mari legate de interacțiunea om-mașină în proteze sau robotică asistativă. Acceptabilitatea robotului este, de asemenea, determinată de caracteristicile interfeței de comunicare, care trebuie să fie simplă și intuitivă și trebuie, de asemenea, să permită utilizatorilor cu abilități fizice și cognitive limitate să obțină rezultatul dorit. Criteriile care determină acceptabilitatea roboților variază în funcție de cultura și societatea pacientului. O problemă considerabilă în ceea ce privește roboții pentru asistență personală este aceea a autonomiei sistemului, adică posibilitatea de a crea roboți capabili să interacționeze cu utilizatorul fără medierea sau sprijinul personalului tehnic. [1]

Cercetare și dezvoltare

Robotica biomedicală este un sector în curs de dezvoltare, cu mai multe domenii în care cercetarea este activă.

  • Chirurgie: nanotehnologia este unul dintre domeniile de cercetare ale chirurgiei robotizate, care își propune să construiască roboți extrem de mici capabili să efectueze intervenții la nivel celular. Un alt domeniu de cercetare în chirurgia robotică este realitatea virtuală, care va permite chirurgului să poarte un vizualizator special de realitate augmentată, care va adăuga informații esențiale despre pacient și va îndruma medicul în timpul intervenției chirurgicale fără a recurge la un monitor extern.
  • Diagnostic: vizează dezvoltarea tehnologiilor pentru controlul de la distanță al instrumentelor utilizate în timpul intervenției de diagnostic și analiza datelor diagnosticate, care ar putea fi efectuate în timp real de către un medic situat la o distanță mare de clinica în care rabdator. [1]
  • Reabilitare: cercetarea în domeniul reabilitării își propune să construiască instrumente pentru realizarea reabilitării la distanță și a dispozitivelor de reabilitare din ce în ce mai autonome. [1]
  • Proteză: dezvoltarea protetică este axată pe îmbunătățirea controlului și funcționării protezelor prin intermediul comenzilor care duc la mișcarea simultană și coordonată a dispozitivului. De asemenea, își propune să obțină proteze robotizate ușoare și ușor de purtat, dar în același timp robuste, cu capacitate de susținere durabilă. [1]
  • Asistență: Cercetările efectuate în domeniul controlului robotizat vizează dezvoltarea robotilor cu un anumit nivel de autonomie în executarea sarcinilor motorii în medii realiste. [1]


Notă

  1. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t Edoardo Datteri și Guglielmo Tamburrini, Robotică, medicină și societate , pe treccani.it , 2010. Accesat la 25 iunie 2020 .
  2. ^ a b Biomedical, inginerie , pe treccani.it . Adus la 25 iunie 2020 .

Elemente conexe

linkuri externe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Robotica_biomedica&oldid=114991825 ”