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 со встроенными лазерными системами обнаружения и измерения дальности (LiDAR), возможностями визуального вычисления или картирования могут самостоятельно перемещаться к пациентам в смотровых или больничных помещениях, что обеспечивает врачам возможность удаленного взаимодействия. 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.