موضوع سمینار: رباتیک و پزشکی

1. سمینار پزشکی-مهندسی دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز سخنران: مهدی قنواتی اردیبهشت 1389 موضوع سمینار: رباتیک و پزشکی

2. عناوین

3. جراحی رباتیک اين نوع جراحي در واقع استفاده از ابزاري است كه با بهره گيري از بازوهاي رباتيك مي تواند حركت دست جراح را بسيار دقيق به درون بدن بيمار منتقل كند و تصاوير هنگام عمل را به صورت واضح و شفاف در اختيار جراح قرار دهد. جراحي رباتيك حتي از راه دور هم قابل اجراست. کمک رباتیک به پزشکی

4. جراحی رباتیک در سال 1998 سیستم جراحی رباتیک با نام داوینچی توانست برای اولین بار در جراحی لاپاراسکوپیک مورد تایید سازمان غذا و داروی آمریکا FDA قرار گیرد و دری تازه به روی جراحی رباتیک بگشاید. نمونه پیشرفته‌تری از این ربات هم اکنون در اتاق عمل بیمارستان‌های معروف دنیا در حال استفاده است. از این سیستم برای جراحی در بزرگسالان و کودکان استفاده می‌شود کمک رباتیک به پزشکی

5. جراحی رباتیک برای اولین بار عمل جراحی از راه دور با کمک ربات در سپتامبر ۲۰۰۱ انجام گرفت در این عمل جراحی کیسه صفرای زن ۶۸ ساله‌ای بستری در بیمارسـتانCIVIL در شــــــرق فرانسه، توسط تیم جراحــی در نیـویورک برداشته شد در این عمل جراحی حدود هفت هزار کیلومتر بین تیم جراحی در نیویورک و بیمار بستری شده در بیمارستانی در شرق فرانسه فاصله وجود داشت. پزشک مستقر در نیویورک وسایل جراحی نهاده شده دراتاق عمل توسط ربات را دستکاری می‌کرد این عمل با کمک خط فیبر نوری پرسرعت و با اسـتفاده از سیســتم جراحـــی روباتـیک لاپاروسکوپی Zeus به مدت ‪۵۴ دقیقه به طول انجامید در این عمل بیمار بعد از یک هفته فعالیت عادی خود را از سر گرفت. کمک رباتیک به پزشکی

6. جراحی رباتیک ربات به كار گرفته شده -آن طور كه همه تصور مي كنند- يك دستگاه خودكار نيست بلكه فقط يك تله منيپوليشن يعني انتقال دهنده حركت از راه دور و در حقيقت يك ابزار واسطه است. کمک رباتیک به پزشکی

7. جراحی رباتیک ابزار مورد استفاده همانند دست انسان حركت مي كند و داراي 7 درجه آزادي است؛ سيستم ربات تصوير سه بعدي در اختيار ما مي گذارد و از ابزاري استفاده مي شود كه ابعاد آن به اندازه يك مداد است و قابليت ورود به اندام را از يك شكاف يك سانتي متري دارد. کمک رباتیک به پزشکی

8. جراحی رباتیک در حال حاضر حدود 300 مركز در دنيا جراحي رباتيك انجام مي دهند كه تقريبا همه انواع جراحي ها را دربرمي گيرند. در سال 2005، حدود 75 هزار عمل جراحي رباتيك انجام شد كه هرچند در مقايسه با جراحي هاي معمولي بسيار كم است ولي تعداد و كيفيت آن روز به روز در حال افزايش مي باشد. نمایش فیلم ربات جراح داوینچی کمک رباتیک به پزشکی

9. جراحی رباتیک- مزایا کاهش دوران طولانی نقاهت پس از عمل جراحی، کاهش دردهای بعد از جراحی، کاهش زمان لازم برای بستری بیمار در بیمارستان عدم نیاز به شکستن استخوان جناغ و باز کردن قفسه سینه،بهبود یافتن سریع زخمهای مربوط به شکاف‌های کوچک ایجاد شده در دسترس بودن جراحان خبره با قابلیتهای منحصر به فرد در مکان‌های بیشتر دقت بیشتر و کاهش زمان عمل خصوصا در جراحی سرطان مثانه کمک رباتیک به پزشکی

10. جراحی رباتیک- معایب • افزایش فاصله بین پزشک و بیمار کاهش سرعت ارتباط با تجهـیزات و مانیتورها • زمان تاخیر بین وقتی که جراح حرکت چاقو را میبیند تا وقتی که واقعا برش را انجام می‌دهدکمتر از یک پنجم ثانیه افزایش احتمال برش محل اشتباه • در حال حاضر قابلیت انجام عمل توسط ربات در ماکزیمم فاصله حدود ۳۰۰ کیلو متر (در ارتباط با سیم) و ۳۵ کیلومتر (با ارتباط بی سیم) • عدم تمایل بیماران برای تحت عمل قرار گرفتن به دلیل جدید بودن این تکنولوژِی • گرانقیمت بودن رباتها • عدم حضور دستیاری برای پزشک •• عدم درک حسی از محیط اطراف بیمار توسط پزشک فیلم چرا جراحی رباتیک کمک رباتیک به پزشکی

11. جراحی رباتیک در ایران پرفسور هرمز مه منش پیشتاز این امر هستند. استاد جراحی قلب و عروق از آلمان و آمریکا مدیر بخش جراحی روباتیک مرکز قلب دانشگاه مونیخ 1998-2001 مدیر بخش پیوند قلب مرکز قلب دانشگاه مونیخ 1998-2001 معاون کل دپارتمان جراحی قلب و عروق دانشگاه مونیخ 1998-2001 مدیر بخش الکتروفیزیولوژی جراحی قلب دانشگاه هایدلبرگ 1992 اولین عمل کامل دریچه میترال با سیستم رباتیک در دنیا 2000 کمک رباتیک به پزشکی

12. جراحی رباتیک در ايران پروژه‌اي از طرف وزارت صنايع با مضمون تدوين استراتژي براي حوزه تجهيزات پزشكي در بخش ابزارهاي جراحي توسط دكتر فرزام فرهمند انجام شد. در این پروژه، مطالعه جامعي در مورد ابزار جراحي انجام شده و حوزه كاربرد رباتيك به عنوان زمينه‌اي جهت سوق دادن تحقيقات آتي به آن، برگزيده شد. پيش‌بيني مي‌شود كه تا 10سال آينده اتاق عملي در دنيا وجود نخواهد داشت كه به نوعي به اين سيستم‌ها وابسته نباشد. در همين راستا آزمايشگاهي با عنوان جراحي رباتيك به صورت مشترك بين دانشكده مهندسي مكانيك دانشگاه صنعتي شريف و مركز تحقيقات علوم و تكنولوژي در پزشكي در محل مركز تحقيقات تأسيس شد. "روبولنز" اولين محصول كامل اين آزمايشگاه است كه وارد بخش باليني نيز شده است. کمک رباتیک به پزشکی

13. ربات پرستار: بيمارستان بالت سان آمریکا يكي از اماكن درماني است كه به دوربين ها، صفحه هاي نمايش، ميكروفن و چند روبات مجهز شده است. اين روبات ها به جاي پزشكان در اتاق قرار دارند و دكتر مي تواند در تعطيلات از طريق آنها به مداواي بيماران خود بپردازد. به كمك اين شيوه غيبت پزشكان ازبيمارستان به هيچ عنوان احساس نمي شود. کمک رباتیک به پزشکی

14. ربات پرستار: صداي اين پزشك از طريق دستگاهي كه در سر روبات نصب شده پخش مي شود، گويي كه مريض درحال گفت وگوي رو در رو با پزشك است. عكس العمل بيماران نسبت به اين روش بسيار مثبت بوده است. براي آنها ارتباط برقرار كردن با من از طريق يك ربات بسيار رضايت بخش است. کمک رباتیک به پزشکی

15. ربات پرستار: در بيمارستان جان هاپكينز نيز ربات هايي مستقر شده اند تا حرف هاي پزشك و بيمار را زماني كه به زبان مشترك تكلم نمي كنند ترجمه كنند. ربات هاي نصيحت گر هم در بيمارستان ها بسيار پرطرفدار است. اين ربات ها علاوه بر دادن اطلاعات و نصايح پزشكي به بيماران به سكته اي ها كمك مي كنند تا در طول دوران درمان به بازي هاي كامپيوتري مشغول شوند. کمک رباتیک به پزشکی

16. ربات پرستار: دكتر لوييس كواسي مدير دپارتمان اورولوژي نظام پزشكي ايسلند می گوید: طبق مطالعات وي هيچ يك از بيماران تاكنون نسبت به معاينه توسط اين روبات ها شكايتي نداشته اند. او بر اين باور است كه روبات ها به زودي بيمارستان ها را تسخير خواهند كرد. ریبا ،ربات پرستار ژاپنی مي تواند يك فرد 60 كيلويي را حمل و جابه جا كند. ريبا كه شبيه يك بچه خرس سفيد است، در بيمارستان هاي ژاپن به كار گرفته شود. اين ربات پرستار به پزشكان و پرستاران واقعي در جابه جايي بيماران از روي صندلي چرخدار به تخت و برعكس كمك مي كند. فیلم ربات riba کمک رباتیک به پزشکی

17. ربات در نقش بیمار: رباتی در مرکز تحقيقاتي کمپاني علمي Gaumard، واقع در فلوريدا  طراحي و ساخته شده است. روبات مادر Noelle نام دارد و در جهت کاهش خطاي پزشکان جوان در شرايط واقعي ساخته شده است. این ربات ، نه تنها زايمان هاي طبيعي را شبيه سازي مي کند، بلکه زايمان هاي غير طبيعي همچون سزارين را نيز مي تواند نشان دهد. کمک رباتیک به پزشکی

18. ربات در نقش بیمار: از نکات جالب توجه اين ربات، استفاده از علايم حياتي در بدن مصنوعي آنهاست، به عنوان مثال اگر پوست نوزاد در ناحيه دست و گونه آبي باشند، يعني نوزاد دچار مشکل است و اگر صورتي باشد، حاکي از سلامتي نوزاد است. اين ربات قيمتي نزديک به 20 هزار دلار دارد. ربات شامل یک مادر، يک نوزاد در حال تولد و يک نوزاد تازه متولد شده    نوزاد تازه به دنيا آمده که توانایي تغيير رنگ پوست و فشار خون را دارد.    توانایي شبيه سازي حالا مختلف صداي قلب مادر، نوزاد در حال تولد و نوزاد متولد شده.   توانايي شبيه سازي زايمان هاي غير طبيعي و امکان شبيه سازي استفاده از تيغ جراحي کمک رباتیک به پزشکی

19. کمک رباتیک به پزشکی ربات پذیرش این ربات در بیمارستانی در ژاپن کار هدایت و پذیرش بیماران را انجام می دهد و به آنها خوش آمد می گوید . همچنین اثاثیه آنها را نیز حمل می کند. 1.5 کیلومتر بر ساعت سرعت دارد 1.3 متر ارتفاع دارد فیلم ربات پذیرش

20. آیا ما هم می توانیم چنین رباتهایی بسازیم؟ کمک رباتیک به پزشکی

21. نانو رباتیک نانورباتیک علم جدیدی است که شامل طراحی ، ساخت و برنامه نویسی نانو ربات است. نانو ربات ها درون بدن انسان ،مقدار ترکیبات مختلف را نشان داده و اطلاعات را در حافظه داخلی خود ذخیره کنند. نانو ربات ها قادر به معاینه یک بافت خاص بوده و خصوصیات بیوشیمیایی و بیومکانیک را با جزئیات کامل بررسی می کنند و به طور کلی شناسایی محیط بیولوژیک را به راحتی انجام می دهند. کمک رباتیک به پزشکی

22. نانو رباتیک بیشتر نانو ربات های اولیه پزشکی برای تشخیص بیماری و ترمیم ضایعات و عفونت ها به کار می روند. حد اکثر قطر مویرگ ها 20 میکرون است  و قطر متوسط آنها 8 میکرون است. طراحی نانو ربات های پزشکی باید به گونه ای باشد که این اندازه ها را در بر گیرد استفاده از نانو ربات ها یا بیونانو ربات ها برای دارو رسانی، از اثرات جانبی دارو ها کم کرده و عمل درمان سریع تر انجام خواهد گرفت؛ زیرا فقط بافت بیمار تحت دارو رسانی قرار می گیرد. کمک رباتیک به پزشکی

23. نانو رباتیک محققان علوم پزشکی در دانشگاه موناش و آزمایشگاه نانوفیزیک در استرالیا میکرو رباتی که یک چهارم میلی متر یا در واقع دو یا سه برابر یک موی انسان قطر دارد ساخته اند. کمک رباتیک به پزشکی در سرخرگ های انسانی حرکت می کند به خصوص در عروقی که قادر نیستیم به طور مستقیم به انها دسترسی بیابیم اکنون پزشکان با استفاده از لوله خاصی به نام کاتترها به درون عروق انسانی راه می یابند که از جمله این تکنیک ها می توان به انژیوگرافی اشاره کرد از مشکلات این کاتترها این است که جنس سختی دارند و با وجود قطر کم ممکن است پارگی دیواره عروق را سبب شوند.  اساس ساختن این میکروبات ها استفاده از انرژی پیزو الکتریسیته است که همانند تکنیکی است که در ساعت های کوارتز به کار می رود. مواد پیزو الکتریک در واقع از جنس سرامیک یا کریستال هستند و ولتاژ هایی در پاسخ به تنش های مکانیکی ایجاد می کنند میکروبات قادر است همچون یک باکتری در جریان خون شنا کند ولی از دور قابل کنترل است این وسیله قادر است تصاویری تهیه کند و حتی جراحی انجام دهد در پایان راه نیز می توان با استفاده از سرنگ آن را از محلی که وارد عروق کرده اند خارج کرد. فیلم نانو ربات

24. با نانو ربات های جراح نیز جراحی ها راحت تر انجام خواهند شد. این ربات ها می توانند به نقاطی از بدن بروند که انسان و ابزار معمولی قادر به دسترسی به آنها را ندارند. مشکل که در این ارتباط وجود دارد این است که این مسئله هنوز مشخص نیست که برخورد بدن در برابر ورود نانو ربات ها به بدن چگونه خواهد بود. آیا بدن آنها را به عنوان عوامل تهاجمی شناسایی خواهد کرد یا خیر؟ فیلم نانو ربات کمک رباتیک به پزشکی

25. ربات درمانی ، Robotic therapy در آمریکا مطالعه جدید نشان می دهد که ربات می تواند به کمک مردم بیاید تا سالها بعد از سکته مغزی دست و پای خود را حرکت دهند. این مطالعه که در مجله پزشکی نیوانگلند به چاپ رسیده اشاره دارد که ربات درمانی برای اندام فوقانی می تواند حرکت دست افراد ناتوان طولانی مدت را بهبود بخشد. کمک رباتیک به پزشکی سکته مغزی عامل ناتوانی طولانی مدت می باشد. بر طبق اظهار نظر انجمن سکته مغزی آمریکا، هر ساله حدود 700هزار آمریکایی دچار سکته مغزی می شوند که اغلب به اختلال در اندام فوقانی منجر می شود. اگرچه روشهای مختلف برای درمان بیماران سکته مغزی توسعه یافته است، ولی ثابت شد که درمان با کمک ربات اکثرا در بازسازی جنبش اندام دست موثر بوده است.

26. کمک پزشکی به رباتیک بخش دوم

27. تعامل مغز انسان و ربات محققان شرکت خودروسازی ژاپنی "هوندا" فناوری نوینی ابداع کرده اند که از سیگنالهای مغز انسان برای کنترل حرکات ساده رباتها استفاده می کند .  فناوری جدید می تواند در آینده جایگزین صفحه کلید برای ارتباط با رایانه  و یا حتی تلفنهای همراه شده و برای افرادی که دچار آسیبهای نخاعی شده اند، کاربرد داشته باشد کمک پزشکی به رباتیک

28. تعامل مغز انسان و ربات مسئولان شرکت "هوندا" اعلام کردند فناوری جدید نه تنها برای هوشمند کردن ربات انسان نمای معروف این شرکت به نام "آسیمو" مفید واقع می شود، بلکه در آینده در صنعت خودروسازی نیز کارایی خواهد داشت . ربات "آسیمو" با حدود 125 سانتی متر قد، دارای قابلیت سخن گفتن، راه رفتن روی دو پا و حتی دور زدن است . این شرکت برای دست یابی کامل به فناوری حرکت کردن "آسیمو" بر اساس سیگنالهای مغزی صاحب آن، به دست کم پنج سال دیگر زمان نیاز دارد نمایش ربات آسیمو کمک پزشکی به رباتیک

29. حرف زدن ربات icub روبات کودک مجهز به هوش مصنوعی پیشرفته است که پنج سال قبل ساخته شد و تاکنون حرف زدن و بازی با توپ و لگو را آموخته است ایده این پروژه در حقیقت مطالعه بر روی توسعه هوش از طریق ساخت مدلها و الگوریتمها در یک ربات انسان نما است. این روبات کودک مجهز به آخرین نسل چشم است که همانند چشم ما حرکت می کند درحال حاضر این ربات قابل قیاس با تواناییهای یک کودک واقعی نیست. یک بچه یکساله به مراتب باهوش تر از این ربات است کمک پزشکی به رباتیک

30. تقلید از آناتومی بدن انسان و حیوان بوسیله علم بیومکانیک و سایر رشته های مرتبط پزشکی از حرکات انسان یا حیوان برای راه رفتن یا خزیدن یا پریدن ربات استفاده می شود. نمایش شبیه سازی راه رفتن انسان در حالات مختلف Petman کمک پزشکی به رباتیک

31. من هست یک دندانپزشک اینجا مدرن‌ترین مطب دندانپزشکی دنیاست. کافی است شما فقط روی صندلی دندانپزشکی بنشینید. همین که روی صندلی نشسته‌اید، یک عینک مخصوص روی چشمانتان قرار می‌گیرد که در طول جلسه درمان دندانپزشکی‌تان می‌توانید فیلم مورد علاقه‌تان را ببینید و صداها و موسیقی‌های دلخواه‌تان را از گوشی هدفونی که روی گوش‌هایتان قرار می‌گیرد، بشنوید بخش سوم :آینده

32. من هست یک دندانپزشک فقط نسل‌های اول ربات‌های دندانپزشک ساخته شده‌اند و هنوز پروانه تاسیس مطب نگرفته‌اند نخستین دریل دندانپزشکی رباتیک به تازگی در اروپا و آمریکا روی بیماران امتحان شده است. یک فریم روی دهان قرار می‌گیرد، سپس یک سوزن خیلی باریک در لثه فرو می‌رود تا موقعیت، ضخامت و ارتفاع استخوان فک برای کار گذاشتن ایمپلنت را ارزیابی کند. این اطلاعات به صورت بی‌سیم به یک کامپیوتر منتقل می‌شود، این اطلاعات در کنار اطلاعاتی که در گذشته با یک تصویر سی‌تی‌اسکن از فک در کامپیوتر وجود دارد، قرار می‌گیرد. در این لحظه دندانپزشک فقط یک دکمه را فشار می‌دهد و ربات دندانپزشک ایمپلنت را با استفاده از این اطلاعات در محل صحیح خود قرار خواهد داد بخش سوم :آینده

33. شرکت بین المللی SRI با همکاری گروهی از دانشمندان سیستم جراح- رباتی را ابداع کرده است که می تواند در آینده ای نزدیک جایگزین بیمارستانهای متحرک و پزشکان نظامی در میادین جنگ شود هدف اصلی از تولید این سازه یکپارچه رباتیک جراح، ارائه خدمات درمانی سریع و مطمئن به سربازان مجروح قبل از انتقال آنها به بیمارستانها عنوان شده است. در نتیجه این ربات باید توانایی انجام فرایندهای احیا افراد را نیز داشته باشد. بخش سوم :آینده

34. اطلاعات بیشتر در سایت من: www.royak.ir کتاب راهنمای جامع webots نرم افزار شبیه ساز رباتها تالیف: مهدی قنواتی در پایان با تشکر از همه حاضران