Page 55 - IFM_201405_v9.indd

Inżynier i Fizyk Medyczny 5/2014 vol. 3 269
robotyka / robotics artykuł / article
operacyjny całkiem sam, w pełni automatycznie (chociaż oczy-
wiście pod czujną kontrolą chirurga). Takie podejście jest jednak
chwilowo raczej przyszłościową wizją, a niemożliwą do aktualnej
realizacji techniką. Należy zatem rozważyć koncepcję bardziej
realistyczną, w której rola robota jest zredukowana wyłącznie
do funkcji systemu wykonawczego, precyzyjnie wykonującego
nakazane ruchy, ale niemającego w praktyce żadnej samodziel-
ności. Wszelkie działania nakazuje i kontroluje chirurg sterujący
robotem, natomiast elektronika i mechanika robota służy do
tego, aby działania te były maksymalnie precyzyjnie wykonane.
Niektórzy oponenci twierdzą, że przy takim zastosowaniu me-
chatroniki w medycynie powinno się raczej mówić o chirurgicz-
nymmanipulatorze, a nie o robocie. Jest to uwaga bez wątpienia
słuszna. Jednak nazwa „robot chirurgiczny” przyjęła się również
dla tego typu urządzeń i jest powszechnie stosowana, dlatego
w tym opracowaniu także będziemy ją stosować – mimo świado-
mości, że pisząc tak, popełniamy pewne nadużycie.
Zabiegi chirurgiczne wykonywane
w całości przez zaprogramowanego robota
Robot przemysłowy zwykle pracuje według wzorca zaprogra-
mowanego przez użytkownika. Co ciekawe, na początku rozwoju
robotów chirurgicznych próbowano tę samą metodę wprowa-
dzić w przypadku zastosowania robota jako urządzenia przepro-
wadzającego sam zabieg operacyjny w dużej mierze w sposób
automatyczny (wcześniej zaprogramowany). Istotę tej „filozofii”
przedstawiono na rysunku 5. Lekarz, korzystając ze specjalnego
oprogramowania, planuje zabieg, biorąc pod uwagę zarówno
dane konkretnego pacjenta (na przykład z tomografii kompute-
rowej), jak i ogólną wiedzę anatomiczną, zgromadzoną w kom-
puterze w bazie danych. W następstwie pracy lekarza powstaje
szczegółowy program dla robota, który wykonuje operację. Ko-
rzystając z tego programu, robot może przeprowadzić całą ope-
rację całkowicie automatycznie, oczywiście pod nadzorem chirur-
ga, który jest gotowy do interwencji na wypadek, gdyby podczas
automatycznie przeprowadzanej operacji coś się nie powiodło.
Warto odnotować, że opisany sposób użycia robota chirur-
gicznego został po raz pierwszy zastosowany już w pionierskim
okresie rozwoju robotów chirurgicznych, bowiemw taki właśnie
sposób działał wspomniany
PROBOT. Był on zaprojektowany
w sposób pozwalający na prze-
prowadzenie zabiegu w całości
bez pomocy chirurga, który po-
zostawał jedynie w gotowości
w przypadku jakichkolwiek kom-
plikacji (Fot. 4).
Operacja była możliwa dzięki
specjalistycznemu oprogramo-
waniu robota (Rys. 6) pozwala-
jącemu dokładnie zaplanować
wykonywany zabieg (operację
prostaty, bo wyłącznie do tego
celu był stosowany PROBOT), a następnie precyzyjnie śledzić
i nadzorować jego przebieg.
Oprogramowanie, które pozwala dokładnie zaprogramować
każdy ruch robota, nawiązuje do przedstawionego schematycz-
nie na rysunku 7 systemowego podejścia do problemów leczenia
chirurgicznego, w którym sam zabieg operacyjny jest fragmentem
wieloetapowego procesu. W procesie tym ważną rolę odgrywają
planowanie zabiegu i inne czynności przedoperacyjne (przed-
stawione po lewej stronie rysunku), sama operacja (pokazano po
prawej stronie u góry) oraz działania pooperacyjne (zasygnalizo-
wane w dolnej części rysunku). Przy takim podejściu pro-
gramowanie robota do automatycznego wykonywania
wszystkich zaplanowanych czynności podczas samego
zabiegu jest czymś naturalnym i oczywistym. Jest to jed-
nak chwilowowizja futurystyczna. Niema jeszczewystar-
czająco dobrych modeli pacjentów, aby mogły być użyte
jako podstawa do planowania wymaganych zabiegów.
Co więcej, wiadomo, że każdy człowiek jest inny, ma inną
budowę ciała i inaczej zlokalizowaną chorobę. Dostoso-
wanie parametrów ogólnego modelu pacjenta do cech
i właściwości konkretnego człowieka (aby uzyskać mo-
del konkretnego pacjenta) jest żmudne i pracochłonne.
Prace zmierzające do tworzenia takich modeli w sposób
Rys. 5. Przebieg operacji wykonywanej przez robota podlegającego wstępnemu programowa-
niu. Opis w tekście
Źródło: opracowanie własne na podstawiehttp://biomed.brown.edu/ Courses/BI108/
BI108_2005_Groups/04/neurology.html, dostęp: lipiec 2013 – obecnie usunięte.
Fot. 4 . Robot PROBOT podczas pracy
Źródło: [8].
Rys. 6. Widok ekranu programu robota PROBOT
Źródło: [8].