Díky pandemii Covid-19 se zájem o robotiku ve zdravotnictví rapidně zvýšil. Ve zdravotnictví se roboti prosadí jako profesionální autonomní pozemní vozidla (AGV), automatizované testovací stanice či sofistikované chirurgické nástroje. Robotické systémy pomáhají zlepšit kvalitu života všech, kteří mají různé zdravotní problémy.

Obrázek 1: Lékařští roboti mají různé podoby. Od autonomních vozidel po sofistikované chirurgické nástroje. (Zdroj obrázku: Getty Images)

Stačí rozvinout technologii domácí automatizace a optimalizovat ji pro zdravotnické účely. Například využít systém, který nemocným lidem pomáhá dodržet plán léků. Exoskeletony jsou samostatnou kapitolou, která změnila život k lepšímu mnoha lidem. Kombinace protetiky a nositelných zařízení pomáhá jak hendikepovaným, starším, tak i skladníkům a dalším profesím, aby se vyhnuly zranění při namáhavých manuálních úkonech. Technologie byly původně vyvinuty pro vojenské účely, ale uplatnění si nalezly rychle jiný obor a to zdravotnictví. Téměř všechny podpůrné systémy ale zahrnují připojení IoT a senzory pro nenahraditelnou zpětnou vazbu.

Obrázek 2: FSR 400-series jsou polymerové robustní senzory, které při zvýšení použité síly vykazují pokles odporu. Citlivost je optimalizována pro použití v rozhraní HMI, lékařských systémech a robotice. (Zdroj obrázku: Interlink Electronics )

Přínos robotů ve zdravotnictví:

• Opakovatelnost jemných chirurgických postupů (minimally invasive surgical - MIS) a dalších roboticky asistovaných operací
• Provádění všedních rutinních úkolů, které mohou unavovat zdravotnický personál. Například automatická vozidla, která přepravují lůžkoviny.
• Asistence při pracích, které jsou pro ošetřovatele nebezpečné. Například zvedání pacientů a robotická lůžka, která pomáhají imobilním z postele na židli nebo naopak.
• Automatizované systémy využívající sledování dat. Podívejte se na videoprezentaci níže Jak používat RFID ke zvýšení bezpečnosti pacientů a ochraně příjmů, kde najdete více informací na toto téma.
• Automatická příprava léků i laboratorních vzorků (využít zabezpečená data pacientů).

Automatizace ve zdravotnictví umožňuje naprogramovat předvídatelné a opakovatelné úkoly a ty využít k neustálému zlepšování péče o pacienty. Získaná data výrazně pomohou i v lékařském výzkumu.

Obrázek 3:  BLDC motory se používají v některých lékařských robotech, aby pomohly při rehabilitaci pacientů s poruchou pohyblivosti rukou a nohou. Tyto motory jsou miniaturních rozměrů a jsou vysoce účinné. (Obrázek: Portescap )

Chirurgická robotika využívá čím dál více častěji umělou inteligenci a strojové učení. Zpráva společnosti Fortune Business Insights předpovídá, že trh s chirurgickými roboty dosáhne do roku 2026 téměř 6,8 miliardy dolarů. Počítačové asistenční systémy se osvědčily, jelikož pomáhají chirurgům s přesnými pohyby koncového efektoru a roboti navíc nepodléhají únavě a netřesou se. Navíc jsou schopny rychle identifikovat problémové ložisko ze zvětšeného snímku.

Obrázek 4: Řada ND tlakových senzorů rozšiřuje provozní teplotu od -20 °C do +85 °C. Tyto senzory mají integrovanou elektroniku, pokročilé piezorezistivní prvky, ADC, DSP a digitální rozhraní pro sledování tlaků pro použití v různých provedeních – včetně zařízení pro automatizovanou oční chirurgii a autonomní vozidla. (Obrázek: Superior Sensor Technology Inc. )

Tam, kde lékařští roboti spoléhají na datové systémy IoT v reálném čase, je klíčová jejich kompatibilita se stávajícími nemocničními sítěmi.

Obrázek 5: Tahové snímače zatížení monitorují zvedáky pacienta a zda je jejich funkce v rámci konstrukčních specifikací. (Obrázek: Loadstar Sensors )

Lékařští robotičtí inženýři, vývojáři software a dodavatelé musí mít rozsáhlé znalosti o postupech spojených s motorizovanou nebo automatizovanou léčbou či procedurou. Jakékoli systémy spojené s uchováváním informací o pacientech vyžadují bezpečnou správu dat.  Vynikající síťové integrační a analytické schopnosti jsou základem pro vývoj systému s prediktivním a adaptivním chováním systému.

Lékařská robotika by měla být vyhodnocena z hlediska toho, jak ovlivňuje bezpečnost pacienta, komfort během léčby a výsledkem léčby. Výsledky z předchozích implementací by měly být důkladně analyzovány, aby bylo možné kvantifikovat zlepšení stavu pacientů. Lékařsko-robotické programy by měly být také posouzeny z hlediska toho, jak umožňují stávajícímu nemocničnímu personálu se zaměřit na péči o pacienty – ať už osobní nebo vzdálenou. 

Data pro podporu připojených operací

Umělá inteligence optimalizuje řízení celého procesu. Konektivita hraje klíčovou roli v možnostech využití speciálních programů pro analýzu získaných dat.

Obrázek 6: Produkty USB-to-serial a network-to-serial poskytují rozhraní mezi lékařskou robotikou a původním zařízením. Řešení pro datovou konektivitu mohou také monitorovat prostředí, která musí být přísně kontrolována – a udržovat mobilní robotiku bezpečně a spolehlivě připojenou. (Obrázek: Digi )

Správa dat a záloha systému

Systémy pro správu dat mohou pomoci nemocničním sítím i samostatným nemocnicím, klinikám a chirurgickým centrům efektivněji ověřovat dodržování vládních předpisů a technických norem. Místa využívající lékařskou robotiku mají jednotné sítě nebo alespoň standardní přístupy k propojení samostatných systémů. Většina zdravotnických zařízení má již zavedeny systémy napájení se zálohováním dat a toho právě využívají moderní robotické systémy.

Obrázek 7: Izolační transformátory lékařské kvality podporují bezproblémový provoz robotiky a dalších zařízení s nepřetržitým filtrováním šumu a 100 % izolací od vstupu AC. Splnění standardu UL 60601-1 činí transformátory vhodnými pro ochranu elektronických zařízení v oblastech péče o pacienty. (Obrázek: Tripp Lite )

Lékařská robotika samozřejmě vyžaduje přísnou fyzickou i kybernetickou bezpečnost. To znamená omezený a monitorovaný přístup k robotickým pohonům, ovladačům, sítím a datovým úložištím. Musí být přísně dodržováno a zdokumentováno dodržování průmyslových, dodavatelských a vládních předpisů.

Závěr

Robotika v lékařském průmyslu v posledních deseti letech zažívá nevídaný rozmach. Robotika nabízí dlouhodobé provozní úspory, jelikož nahradí běžnou činnost ve zdravotnictví. Od přemístění lůžkovin až po složité chirurgické operace. Robotizace se může zavádět jen tam, kde je k dispozici robustní a rychlá ethernetová síť.

Článek vyšel v originále na webu DigiKey.com