Роботы в здравоохранении для улучшения результатов лечения пациентов

Медицинские роботы помогают проводить хирургические операции, оптимизируют систему больничной логистики и позволяют поставщикам услуг уделять больше внимания пациентам.

Обзор робототехники в здравоохранении

  • Медицинские роботы делятся на несколько категорий: хирургические, модульные, обслуживающие, социальные, мобильные и автономные.

  • Робототехника в здравоохранении позволяет улучшать качество и результаты лечения пациентов и повышать операционную эффективность.

  • Робототехника на базе технологий Intel продвигает инновации благодаря возможностям проведения хирургических операций с применением искусственного интеллекта, автоматизации задач и аналитики данных пациентов в реальном времени.

BUILT IN - ARTICLE INTRO SECOND COMPONENT

Роботы в медицине меняют подход к проведению хирургических операций, оптимизируют подачу и дезинфицирование расходных материалов и позволяют поставщикам услуг уделять больше внимания пациентам. Intel предлагает широкий ассортимент технологий для разработки роботов для здравоохранения, включая хирургических, модульных, обслуживающих, социальных, мобильных и автономных роботов.

Появившиеся в 1980-х первые медицинские роботы оказывали помощь при проведении хирургических операций, используя технологии роботизированных рук. Со временем технологии компьютерного зрения с применением искусственного интеллекта и анализ данных изменили роботов, расширив их возможности для участия во многих областях здравоохранения.

Сейчас роботы применяются не только в операционных, но и в клинической практике для поддержки сотрудников системы здравоохранения и улучшения качества обслуживания пациентов. Больницы и клиники во время пандемии COVID-19 начали использовать роботов для выполнения гораздо более широкого спектра задач для снижения воздействия патогенов. Стало ясно, что операционная эффективность и снижение рисков, обеспечиваемые роботами в здравоохранении, приносят пользу во многих областях.

Например, роботы могут самостоятельно чистить и подготавливать палаты для пациентов, ограничивать количество личных контактов в отделениях инфекционных заболеваний. Роботы с медицинским идентификационным программным обеспечением с применением искусственного интеллекта снижают время, необходимое для идентификации, поиска соответствия препаратов пациентам и распределения препаратов между пациентами в больницах.

По мере развития технологий роботы будут работать все более автономно, в некоторых случаях выполняя определенные задачи самостоятельно. В результате этого врачи, медсестры и другие работники здравоохранения могут сосредоточить внимание на повышении качества оказания услуг пациентам.

Преимущества робототехники в здравоохранении

Робототехника в здравоохранении повышает уровень качества обслуживания пациентов, эффективность работ в клинических условиях и обеспечивает безопасную среду как для пациентов, так и для медицинских сотрудников.

Медицинское обслуживание высокого качества

Медицинские роботы поддерживают минимально инвазивные процедуры, проводят индивидуализированный и частый мониторинг состояния пациентов с хроническими заболеваниями, интеллектуальную терапию и социализируют пожилых пациентов. Кроме того, так как роботы снижают рабочие нагрузки медицинского персонала, медсестры и другие лица, осуществляющие уход, могут проявлять более высокую степень сочувствия к пациентам и взаимодействия с ними, что может способствовать улучшению самочувствия в долгосрочной перспективе.

Операционная эффективность

Обслуживающие роботы оптимизируют рутинные задачи, снижают физические нагрузки персонала и обеспечивают более последовательные рабочие процессы. Эти роботы могут вести учет инвентаря, делать своевременные заказы расходных материалов, оборудования и лекарств, когда это необходимо. Мобильные чистящие и дезинфицирующие роботы позволяют быстро обрабатывать и подготавливать больничные помещения для новых пациентов.

Безопасная рабочая среда

Обслуживающие роботы обеспечивают безопасность персонала, перемещая расходные материалы и белье в больницах, где присутствует риск воздействия патогенных микроорганизмов. Чистящие и дезинфицирующие роботы ограничивают риск воздействия патогенных микрооранизмов и снижают риск заражения инфекционными заболеваниями в больнице (HAI), сотни учреждений здравоохранения уже используют роботов такого типа.1 Социальные роботы помогают перемещать тяжелые объекты, например кровати и пациентов, что снижает физические нагрузки работников системы здравоохранения.

Робототехника в здравоохранении повышает уровень качества обслуживания пациентов, эффективность работ в клинических условиях и обеспечивает безопасную среду как для пациентов, так и для медицинских сотрудников.

Хирургические роботы

Благодаря развитию технологий управления движением работа хирургических роботов стала более точной. Роботы помогают хирургам проводить сложные микропроцедуры без больших разрезов. С развитием хирургической робототехники роботы с поддержкой искусственного интеллекта в будущем будут использовать компьютерное зрение для навигации по отдельным частям тела, избегая нервы и другие препятствия. Некоторые хирургические роботы смогут даже проводить операции самостоятельно под наблюдением хирургов с консоли.

Хирургические операции с помощью робототехники подразделяются на две основные категории.

  • Минимально инвазивные операции на туловище. Сюда входят гистерэктомия, простатэктомия, бариатрическая хирургия, а также другие операции с основным фокусированием на мягких тканях. После введения через небольшой разрез эти роботы фиксируются, создают устойчивую платформу, с которой можно будет проводить операции с удаленного пульта управления. Когда-то открытые операции с разрезами большого размера являлись нормой для большинства процедур на внутренних органах. Время на восстановление пациента было намного больше, а потенциал заражения и появления осложнений — выше. Выполнение вручную действий через разрез размером с пуговицу — сложная задача даже для опытного хирурга. Хирургические роботы, например робот Да Винчи от Intuitive, выполняют эти процедуры легко и точно с целью снизить риски заражения и появления осложнений.
  • Ортопедические хирургические операции. Такие устройства, как робот Мако от Stryker, могут быть перепрограммированы для выполнения общих ортопедических хирургических операций, например операций на коленных и тазобедренных суставах. Объединение умных роботизированных рук, трехмерных графических изображений и аналитики данных позволяет получить более предсказуемые результаты благодаря использованию пространственно определенных границ для помощи хирургу. Моделирование с применением искусственного интеллекта позволяет роботу Мако специализироваться на определенных ортопедических операциях с точным определением необходимого места размещения и необходимых процедур.

Возможность передачи видео из операционной в другие места, расположенные на различных расстояниях, дает хирургам преимущества консультирования с другими специалистами в необходимой области. В результате этого с пациентами будут работать лучшие хирурги.

Область хирургической робототехники развивается для более эффективного использования искусственного интеллекта. Компьютерное зрение позволяет хирургическим роботам различать типы тканей в поле зрения. Например, сейчас хирургические роботы имеют возможность помогать хирургам обходить нервы и мышцы во время проведения процедур.2 Трехмерное компьютерное зрение высокого качества предоставляет хирургам подробную информацию и повышенную производительность во время проведения процедур. Когда-нибудь роботы научатся выполнять небольшие подпроцедуры, например наложение швов, под строгим наблюдением хирурга.

Робототехника также играет ключевую роль в обучении хирургов. Платформа симулирования мимики, например, использует искусственный интеллект и виртуальную реальность для обучения новых хирургов. Благодаря виртуальной среде хирурги могут практиковаться в проведении процедур и повышать свои профессиональные навыки, используя робототехнику.

Модульные роботы

Модульные роботы улучшают другие системы и могут быть настроены для выполнения различных функций. В области здравоохранения к ним относятся терапевтические роботы-экзоскелеты, протезные роботизированные руки и ноги.

Терапевтические роботы помогают в реабилитации после инсульта, паралича, травм головного мозга и множественного склероза. Эти роботы с искусственным интеллектом и 3D-камерами могут отслеживать состояние пациента по мере прохождения предписанных упражнений, измерять угол движения в разных позициях и отслеживать прогресс более точно, чем человек. Они также могут взаимодействовать с пациентами для обучения и воодушевления.

Обслуживающие роботы

Обслуживающие роботы снижают ежедневные нагрузки медицинского персонала, выполняя рутинные задачи по материально-техническому обеспечению. Многие из таких роботов выполняют функции в автономном режиме и способны отправлять отчеты о выполнении поставленных задач. Эти роботы убирают палаты пациентов, отслеживают наличие расходных материалов, регистрируют заказы на покупку, наполняют шкафы необходимыми расходными материалами и транспортируют белье в прачечную и обратно. Благодаря выполнению некоторых рутинных задач обслуживающие роботы предоставляют медицинским работникам больше времени для удовлетворения неотложных потребностей пациентов.

Социальные роботы

Социальные роботы напрямую взаимодействуют с людьми. Этих «дружелюбных» роботов можно использовать в условиях длительного ухода за пациентом для обеспечения социального взаимодействия и мониторинга состояния. Они могут поощрять пациентов следовать режиму лечения или предоставлять когнитивное участие, чтобы пациенты оставались бдительными и в хорошем настроении. Их можно также использовать для направления движения посетителей и пациентов в больничной среде. В общем, социальные роботы помогают снизить рабочие нагрузки сиделок и улучшить эмоциональное состояние пациентов.

Мобильные роботы

Мобильные роботы перемещаются в больницах и клиниках по проводному или предварительно определенному пути. Они применяются для широкого спектра целей: дезинфицируют помещения, помогают с транспортировкой пациентов и передвижением тяжелого оборудования. Чистящие и дезинфицирующие роботы могут использовать ультрафиолет (УФ), пары перекиси водорода или фильтрацию воздуха для снижения количества заражений и равномерной санитарной обработки доступных мест.

Автономные роботы

Автономные роботы с полным набором трехмерных камер способны самостоятельно перемещаться к пациентам в смотровых кабинетах или больничных палатах, позволяя лечащему персоналу взаимодействовать с ними с дальнего расстояния. Роботы, контролируемые удаленным специалистом или другим сотрудником, могут также оказывать помощь врачам во время больничных обходов, что позволяет специалисту обеспечивать визуальное консультирование по вопросам диагностики и лечения. Роботы могут отслеживать уровень заряда своих аккумуляторов и возвращаться на станции для подзарядки, когда это необходимо.

Некоторые автономные роботы выполняют задачи по очистке и дезинфицированию палат, операционных, лабораторий и общественных больничных мест. Один прототип автономного робота, разработанный стартапом Akara, проходит испытания по дезинфицированию зараженных поверхностей с помощью УФ-излучения. Целью его использования является помощь больницам в проведении санитарной обработки помещений и оборудования для борьбы с COVID-19. В прототипе используется визуальный процессор Intel® Movidius™ Myriad™ X для безопасного перемещения рядом с людьми во время функционирования.

Технологии Intel® для робототехники в здравоохранении

Технологии Intel® позволяют компаниям создавать решения по робототехнике в здравоохранении для различных экосистем производителей аппаратных средств и поставщиков программного обеспечения. Intel предлагает широкий спектр вычислительных технологий с поддержкой компьютерного зрения для удовлетворения проектных потребностей высокопроизводительных технологий хирургической помощи, мобильных роботов-доставщиков и автономных роботов для УФ-дезинфекции, роботов для более качественного мониторинга пациентов, специализированных консультаций, улучшенного социального взаимодействия и не только.

Технологии Intel® обеспечивают основу для применения робототехники в здравоохранении
Визуальные процессоры Intel® Movidius™ Процессоры Intel® Movidius™ обеспечивают работу медицинских роботов, от роботов, сопровождающих врачей во время обходов, до роботов-уборщиков. Во время пандемии COVID-19 один прототип робота для УФ-дезинфекции на базе визуального процессора Intel® Movidius™ безопасно перемещался рядом с людьми, дезинфицируя поверхности.
Технология Intel® RealSense™ Трехмерные камеры Intel® RealSense™ помогают поставщикам медицинских услуг отслеживать изменения в суставах пациентов с ревматоидным артритом для более точного мониторинга развития заболевания. У пациентов, проходящих физиотерапию, камеры позволяют врачам отслеживать изменения амплитуды движений для более точного определения прогресса реабилитации.
Intel® Distribution of OpenVINO™ Toolkit 3 Intel® Distribution of OpenVINO™ Toolkit оптимизирует разработку приложений для компьютерного зрения на платформах Intel, включая визуальные процессоры и центральные процессоры. Этот ассортимент может использоваться в широком спектре применений, от хирургических роботов до обслуживающих и социальных роботов, самостоятельно перемещающихся в больничных коридорах.
Процессоры Intel® Core™ и Intel® Atom® Процессоры Intel® предлагают широкий выбор вариантов для вычислительной производительности и энергопотребления и дают возможности широкого применения, от хирургических роботов на базе технологий глубинного обучения до дезинфицирующих роботов с низким энергопотреблением.
Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® Масштабируемые процессоры Intel® Xeon® обеспечивают высокую производительность периферийных серверов в больницах и клиниках и закладывают основу для обработки данных, предоставляемых подключенными системами и устройствами.
Сети 5G с поддержкой Intel Сети 5G с поддержкой Intel позволят расширить доступ к медицинским специалистам благодаря возможности проведения видеоосмотров, а также обеспечат возможность проведения операций с применением технологий дополненной/виртуальной реальности на беспрецедентно высокой скорости подключения со сверхнизкой задержкой и высокой надежностью сети.

Будущее робототехники в здравоохранении

Робототехника в здравоохранении будет и дальше развиваться наряду с прогрессом в области машинного обучения, аналитики данных, компьютерного зрения и других технологий. Роботы всех типов будут и впредь эволюционировать для выполнения задач самостоятельно, эффективно и точно.

Intel сотрудничает с поставщиками технологий и исследователями по вопросам изучения нового поколения решений для робототехники. Например, лаборатории Intel в Китае сотрудничают с Совместным инновационным исследовательским институтом медицинских роботов в г. Сучжоу для создания бизнес-инкубатора для стартапов, занимающихся медицинской робототехникой. Intel предоставляет технологическую и исследовательскую поддержку для открытия новых сфер применения технологий искусственного интеллекта и Интернета вещей в сфере медицинской робототехники. Такой вклад поддерживает текущие инновации, которые повышают уровень автоматизации и эффективности и решают некоторые сложные задачи здравоохранения.

Часто задаваемые вопросы

Часто задаваемые вопросы

Медицинская робототехника, быстрорастущая область в здравоохранении, обеспечивает более высокий уровень точности хирургических процедур и эффективности больниц и клиник.

Роботы в сфере медицины выполняют различные задачи. Например, хирургические роботы позволяют проводить минимально инвазивные хирургические операции и предоставляют хирургам возможность проведения сложных процедур в начале их карьеры. Мобильные роботы предоставляют услуги по очистке и дезинфицированию, двигаясь по заранее определенным маршрутам. Автономные роботы могут самостоятельно перемещаться по больнице и клинике, взаимодействуя с пациентами и предоставляя врачам возможность удаленного консультирования.

Уведомления и отказ от ответственности

Для работы технологий Intel® может потребоваться соответствующее оборудование, программное обеспечение или активация сервисов.

Ни один продукт или компонент не может обеспечить абсолютную защиту.

Ваши расходы и результаты могут отличаться.

Информация о продукте и производительности

1«Коронавирус: роботы применяют лучи света для уничтожения больничных вирусов», BBC, март 2020 г., https://www.bbc.com/news/business-51914722.
2«Часто задаваемые вопросы по проведению хирургических операций с использованием роботов», UC Davis Health, https://health.ucdavis.edu/surgicalservices/roboticsurgery/faqs.html.
3Компиляторы Intel могут обеспечивать или не обеспечивать для микропроцессоров других производителей уровень оптимизаций, которые не являются уникальными для микропроцессоров Intel. В число этих оптимизаций входят наборы команд SSE2, SSE3 и SSSE3, а также другие оптимизации. Корпорация Intel не гарантирует наличие, функциональность или эффективность оптимизаций микропроцессоров других производителей. Оптимизации, зависимые от микропроцессора, в этой продукции предназначены для использования на микропроцессорах Intel®. Некоторые оптимизации, не относящиеся к микроархитектуре Intel®, предназначены для микропроцессоров Intel®. Более подробную информацию по конкретным наборам команд, рассматриваемых в настоящем уведомлении, см. руководства пользователя соответствующей продукции.