تجهیزات116- ربات های پزشکی، کاربرد
با رشد تكنولوژي و توسعه علم رباتيك، امروزه ربات ها نقش مهمي را در زمينه پزشكي ايفا مي‌كنند. از ربات ها مي توان در زمينه هاي جراحي، ربات پرستار و امداد، ربات بيمار، بيومكانيك و نانو رباتيك و ... استفاده كرد. علم پزشكي نيز به نوبه خود كمك هايي را در زمينه رفتارشناسي، حرف زدن و ارتباط مغز با ربات به علم رباتيك كرده است.
جراحي رباتيك
از ده سال پيش كه براي نخستين بار از ربات‌ها براي انجام اعمال جراحي استفاده شد ربات‌هاي جراح از داستان‌هاي علمي و تخيلي گام به دنياي واقعيت‌ها گذاشتند. در اعمال جراحي رباتيك كه ربات جراح به طور مستقل انجام يك عمل جراحي را به عهده مي‌گيرد، پزشك متخصص جراح از طريق رايانه، كنترل عمل جراحي را در دست مي‌گيرد و اين در حالي است كه بازوهاي جراح رباتيك به طور مستقل مسووليت انجام عمل جراحي را روي فرد بيمار به عهده خواهد داشت.
به اين ترتيب از طريق جراحي رباتيك، جراح قادر خواهد بود از راه دور و تنها با استفاده از برقراري ارتباطات با پهناي باند بالا، بيمار را كه در گوشه ديگري از دنياست تحت عمل جراحي قرار دهد. جراحي رباتيك امكانات بيشتري را در اختيار بيماران و جراحان قرار مي‌دهد. در جراحي‌هاي رباتيك بريدگي‌هاي لازم روي بدن بيمار براي انجام عمل جراحي با دقت بيشتري ايجاد خواهد شد. به عبارت ديگر حركت بازوهاي رباتيك به گونه‌اي است كه هيچ گونه لرزشي در آن وجود نداشته و بنابراين برش‌ها در محل دقيق خود ايجاد خواهند شد. اين در حالي است كه هنگامي كه جراحي توسط پـزشـك انجام مي‌شود، لرزش دست جراح هنگام ايجاد برش در محل انجام عمل جراحي محدوديت‌هايي را براي پزشك معالج همراه خواهد داشت. علاوه بر اين از آنجا كه جراحان رباتيك قادر خواهند بود در اعماق بدن انسان نفوذ كنند بنابراين تنها با ايجاد يك برش كوچك مي‌توان جراحي را به دقت روي فرد بيمار انجام داده و نياز به ايجاد برش‌هاي بزرگ نخواهد بود. در چنين شرايطي بهبودي بيمار پس از انجام عمل جراحي سريعتر خواهد بود. كنسول در نظر گرفته شده به عنوان محل استقرار پزشك معالج به پزشك امكان مي‌دهد كه بتواند مراحل انجام عمل جراحي را از اين طريق تحت كنترل خود بگيرد. اين كنسول يك دنياي مجازي از شرايط انجام عمل جراحي براي پزشك فراهم مي‌كند تا به اين ترتيب پزشك با بزرگنمايي 20 برابر عضوي از بدن بيمار را كه تحت عمل جراحي قرار گرفته زير نظر قرار دهد. ربات جراح اطلاعاتي نظير انعطاف‌پذيري، فشار و مقاومت بافت در محل جراحي را به كنسول رايانه‌اي ارسال مي‌كند و پزشك براساس اين اطلاعات چگونگي حركت اين بازوي رباتيك را تعيين مي‌كند. ربات جراح نيز از دستورات پزشك كه از طريق اين كنسول رايانه‌اي ارسال مي‌شود، پيروي مي‌كند. دست‌ها يا به عبارتي بازوهاي اين ربات از آزادي عملكرد قابل توجهي برخوردار بوده و قادر است ابزارهاي جراحي را كه در انجام عمل جراحي از آن ها استفاده مي‌شود در دست نگه داشته و جا به جا كند. اين بازوهاي رباتيك قادرند عمل جراحي را با كارايي بيشتري انجام دهند.
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. 
در سال 1998 سيستم جراحي رباتيك با نام داوينچي توانست براي اولين بار در جراحي لاپاراسكوپيك مورد تاييد سازمان غذا و داروي آمريكا FDA قرار گيرد و دري تازه به روي جراحي رباتيك بگشايد. نمونه پيشرفته‌تري از اين ربات هم اكنون در اتاق عمل بيمارستان‌هاي معروف دنيا در حال استفاده است. از اين سيستم براي جراحي در بزرگسالان و كودكان استفاده مي‌شود. براي اولين بار عمل جراحي از راه دور با كمك ربات در سپتامبر 2001 انجام گرفت در اين عمل جراحي كيسه صفراي زن 68 ساله‌اي بستري در بيمارسـتان CIVIL در شــــــرق فرانسه، توسط تيم جراحــي در نيـويورك برداشته شد. در اين عمل جراحي حدود هفت هزار كيلومتر بين تيم جراحي در نيويورك و بيمار بستري شده در بيمارستاني در شرق فرانسه فاصله وجود داشت. پزشك مستقر در نيويورك وسايل جراحي نهاده شده دراتاق عمل توسط ربات را دستكاري مي‌كرد. اين عمـل بـا كمـك خـط فيبـر نـوري پر سرعت و با اسـتفاده از سيســتم جراحـــي رباتـيك لاپاروسكوپي Zeus به مدت 54 دقيقه به طول انجاميد. در اين عمل بيمار بعد از يك هفته فعاليت عادي خود را از سر گرفت. ربات به كار گرفته شده آن طور كه همه تصور مي‌كنند يك دستگاه خودكار نيست بلكه فقط يك تله منيپوليشن يعني انتقال دهنده حركت از راه دور و در حقيقت يك ابزار واسطه است.
ابزار مورد استفاده همانند دست انسان حركت مي كند و داراي 7 درجه آزادي است. سيستم ربات، تصوير سه بعدي در اختيار پزشك قرار مي دهد و از ابزاري استفاده مي‌شود كه ابعاد آن به اندازه يك مداد است و قابليت ورود به اندام را از يك شكاف يك سانتي متري دارد.
در حال حاضر حدود 300 مركز در دنيا جراحي رباتيك انجام مي دهند كه تقريبا همه انواع جراحي ها را در بر مي 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 است.
نخستين جراحي رباتيك قلب
جراحان در انگليس موفق به انجام يك عمل جراحي قلب با استفاده از دست يك ربات از طريق كنترل از راه دور شدند. جراحاني كه در حال اصلاح عملكرد باي پاس قلب بيماري بودند، از راه دور با استفاده از يك دست رباتيك اين عمل را انجام دادند. در اين عمل يك لوله باريك از درون عروق براي سوزاندن بافت تخريب شده گذرانده شد. دست ربـاتيـك مـي‌تواند در چنين جراحي پيچيده‌اي دقيق‌تر از دست انسان عمل كند. در اين عمل جــراحــي اغـلــب فــرد جـراح بـا استفـاده از يـك پيش‌بند سربي كه وي را در برابر اشعه ايكس محافظت مي‌كند، چنين عملي را انجام مي‌دهد. امـا در جـراحـي اخـيـر دسـت ربـاتـيـك بـه تخت جـراحـي بـسـتـه شـد و جـريان عمل از يك اتاق جداگانه هدايت شد كه جراح در آن قرار داشت و با استفاده از يك نمايشگر كه تصاوير ايكس ري شده عمل را پخش مي‌كرد، نظارت كامل خود را بر نحوه عمل جراحي انجام مي‌داد. در اين عمل فرد بيمار كه از انقباض سريع عروق و ضربان ضـعـيـف قـلـب كـه مـنـجـر بـه نـرسـيـدن خـون بـه بـافـت‌‌هـاي حيـاتـي بـدن مـي‌شـد رنج مي‌برد با استفـاده از دسـت ربـاتيـك مـورد جـراحـي قـرار گرفت و پس از عمل، روند عمل موفقيت آميز بود و وي به‌طور كامل معالجه شد.
ايـن روند رباتيك جديد يك گام مهم رو به جـلـو تلقي مي‌شود زيرا عمل جراحي مستقيم ممكن است ساعت‌ها به طول انجامد اما استفاده از ربات مي‌تواند زمان عمل را نيز كاهش دهد. پزشك در اين روش مي‌تواند با استفاده از اشعه ايـكـس نـظـارت كـامـلـي بـر رونـد عمل جراحي داشته باشد.
بـا استفـاده از دسـت ربـاتيك حركات بسيار دقيق و ظريف امكان پذير مي‌شود و مي‌توان دقيقا بافت آسيب ديده را ترميم كرد يا درصورت نياز از ميان برداشت. جراحي رباتيك شامل استفاده از ابزاري است كه با بهره‌گيري از بازوهاي رباتيك حركت دست جراح را بسيار دقيق به درون بدن بيمار منتقل مي‌كند و تصاوير هنگام عمل را به صورت واضح و شفاف در اختيار جراح قرار مي‌دهد.
چيزي كه پزشك را قادر به كنترل جراحي مي‌كند يك اتصال اينترنتي قوي است كه بـراي بـرقـراري ارتباط بين پزشك و وسايل جراحي، مانيتورها و همچنين ارتباط با پزشكان با تجربه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. از آنجا كه در اين روش هم پزشك با جان بيمار سر و كار دارد نمي‌توان با اينترنتي كه قطع و وصل مي‌شود، اقدام پزشكي را انجام داد. جـراحي از راه دور تنها در زمان دور بودن جراح و بيمار كاربرد ندارد. يكي از بزرگ‌ترين مشكلات جراحان لرزش بي‌اختيار دستشان است.
مزاياي جراحي رباتيك
كـاهـش دوران طـولانـي نقـاهـت پـس از عمـل جـراحي، كاهش دردهاي بعد از جراحي، كاهش زمان لازم براي بستري بيمار در بيمارستان
عدم نياز به شكستن استخوان جناغ و باز كردن قفسه سينه، بهبود يافتن سريع زخم‌هاي مربوط به شكاف‌هاي كوچك ايجاد شده
در دسترس بودن جراحان خبره با قابليت‌هاي منحصر به فرد در مكان‌هاي بيشتر
دقت بيشتر و كاهش زمان عمل خصوصا در جراحي سرطان مثانه
استفاده از ربات ها هنگام جراحي موجب افزايش دقت جراح حين عمل مي شود. ربات ها قادرند بدون لرزش و با دقت بالا برش هاي مورد نظر جراح را ايجاد كنند، از جهتي ديگر استفاده از اين ربات ها موجب صرفه جويي در وقت مي شود. از مزاياي اين روش براي بيمار مي توان به كاهش دردهاي بعد از عمل، اسكار كمتر، خونريزي كمتر و خطر كمتر عفونت و همچنين كوتاهي دوره بستري در بيمارستان و تسريع دوره بهبودي و بازگشت سريعتر به فعاليت روزمره اشاره كرد.
معايب جراحي رباتيك
افزايش فاصله بين پزشك و بيمار كاهش سرعت ارتباط با تجهـيزات و مانيتورها
زمان تاخير بين وقتي كه جراح حركت چاقو را مي بيند تا وقتي كه واقعا برش را انجام مي‌دهدكمتر از يك پنجم ثانيه افزايش احتمال برش محل اشتباه
در حـال حـاضـر قـابليـت انجـام عمـل تـوسـط ربـات در مـاكـزيمـم فـاصله حدود 300 كيلو متر (در ارتباط با سيم) و 35 كيلومتر (با ارتباط بي سيم)
عدم تمايل بيماران براي تحت عمل قرار گرفتن به دليل جديد بودن اين تكنولوژي
گرانقيمت بودن ربات ها
عدم حضور دستياري براي پزشك
عدم درك حسي از محيط اطراف بيمار توسط پزشك
دو نمونه پيشرفته از ربات هاي جراح
مركز پزشكي دانشگاه مريلند هم اكنون از پيشرفته ترين فناوري رباتيك به نام سيستم جــراحــي داوينچـي Sاستفـاده مـي كنـد كـه از 3 قسمت اصلي تشكيل شده است: 1- ربات اصلي كـه دركـنار بيمار قرار مي گيرد و 4 بازو و يك دوربـيـن انـدوسكوپ با قدرت بزرگنمايي بالا دارد كه در خدمت دست و چشم جراح هستند. 2-مـحـلـي بـراي نـشـسـتن و كنترل ربات توسط جراح. 3- يك رايانه كه آنچه دوربين مي بيند را به تصاوير سه بعدي تبديل مي كند.
يكي از مزاياي اين دستگاه اين است كه جراح در وضعيت نشسته و با راحتي بيشتر جراحي را دنبال مي كند. مهندسان دانشگاه دوكا نيز در حال كار روي ربات هاي جراحي هستند كه قادرند به دور از اتاق عمل و با كمك يا بدون كمك انسان كار خود را انجام دهند. از اين ربات هاي مجهز به هــــوش مــصــنــــوعــــي مــــي تــــوان بــــراي درمـــان فضانوردان استفاده كرد. همچنين اين ربات ها قادر خواهند بود در ميدان هاي جنگ جابه جا شـونـد و هـر جا سربازي زخمي يافتند، وي را مداوا كنند. ربات آزمايشي گروه دوكا از فناوري سـونـوگـرافي سه بعدي به همراه يك نرم افزار هــوش مـصنـوعـي استفـاده مـي كنـد. ايـن ربـات مي‌تواند داخل بافت ارگان ها را مشاهده كند، در حالي كه تا كنون فقط ظاهر ارگان هايي كه در مـقـابـل دوربـيـن قـرار مـي گـيـرند، قابل مشاهده بودند.
ايـن ربـات دوربـيـنـي دارد كـه قـادر است 30 تـصـوير سه بعدي را در ثانيه به پردازنده رايانه ارســال كـنــد. بــه عـنــوان مـثـال هـنـگـام جـراحـي پـروستات، رايانه با كمك تصاوير جمع آوري شده، تصاويري سه بعدي از پروستات مي سازد. سپس اين تصاوير را براي ربات و جراح ارسال مي كند. پس از پردازش تصاوير رايانه دستورات لازم را بــه مـغـز ربـات مـي فـرستـد. نكتـه حـائـز اهميت اين است كه اين ربات مي تواند جراحي را در يك دهم زمان و با دقت 10 برابر نسبت به انسان جراح به پايان برساند
منبع: نشریه مهندسی پزشکی شماره ۱۲۱