Улучшенная система для роботизированной хирургии подарила медикам чувство осязания
Новая система HeroSurg, разработанная исследователями из Университета Дикина и Гарварда, призвана улучшить роботизированную хирургию, одно из самых современных направлений в медицине. Инженеры предлагают использовать технологию обратной тактильной связи для обеспечения хирурга чувством осязания, чтобы он не просто управлял процессом, но и ощущал прикосновение к тканям пациента.
Разработка также имеет ряд усовершенствований по сравнению с другими существующими системами, таким образом роботизированная хирургия станет ещё точнее и безопаснее.
Поясним, что роботизированная хирургия – это методика, при которой робот, управляемый человеком, выполняет тонкие хирургические задачи. Техника не имеет недостатков человека, например, она не устаёт, даже если операция длится долго.
Редакция "Вести.Наука" периодически рассказывает о подобных системах. Например, о роботе-хирурге da Vinci. Устройства такого рода состоят из двух блоков: первый предназначен для хирурга-оператора, второй – робот-манипулятор – является исполняющим устройством. В 2008 году профессор Сурен Кришнан (Suren Krishnan) стал первым хирургом, выполнившим операцию с использованием роботизированной системы da Vinci.
С тех пор мир увидел множество прорывов, включая и совершенствование первоначальной системы da Vinci и других роботов, которые добились впечатляющих результатов. Например, недавно робот-хирург впервые самостоятельно провёл операцию на мягких тканях.
Кроме того, в этом месяце хирурги из Оксфордского университета анонсировали, что система Robotic Retinal Dissection Device (R2D2) была использована ими для выполнения операции на глазах человека – она требует невероятной точности, обычный хирург справиться с ней практически не в силах.
Инженеры Университета Дикина считают, что их система HeroSurg оснастит хирургов инструментами, необходимыми для того, чтобы вывести роботизированную хирургию на новый уровень.
Основная особенность HeroSurg – это система тактильной обратной связи. В систему интегрированы датчики, они позволяют определять в реальном времени силы, приложенные хирургом. И затем "возвращает" информацию в виде вибрации. Таким образом, система дарит медику чувство осязания, которое в сочетании с наблюдением за происходящим, даёт неоспоримое преимущество на операционном столе. По данным разработчиков, система обратной связи позволит врачам на ощупь (в виртуальном смысле, конечно, поскольку оперирует робот) точно определить жёсткость ткани.
Такая способность необходима, она позволит врачам ощущать разницу между нормальной и ненормальной тканью – например, опухолевой тканью. Это довольно распространённый у медиков метод исследования, известный как пальпация, но с помощью обыкновенной роботизированной руки применять его бесполезно. По крайней мере, так было до появления системы HeroSurg.
Новая система включает в себя также функцию предотвращения столкновений. Её датчики расположены вокруг хирургического стола. Они гарантируют, что различные элементы системы — манипуляторы и стол, на котором находится пациент — не вступят в контакт друг с другом, что может потенциально привести к вреду для пациента.
Новая установка также передаёт 3D-изображения с высоким разрешением и имеет эргономичный дизайн консоли. Отмечается, что система спроектирована модульной, что позволяет легко заменять различные детали под конкретные задачи хирурга.
HeroSurg уже готова для клинических испытаний на человеке.
Между тем, это не последнее на сегодня открытие, связанное с миром роботизированной хирургии. Новая перчатка виртуальной реальности Dexmo также обещает решить серьёзную проблему прикосновений. Это давняя проблема виртуальной реальности.
Перчатка Dexmo разработана командой учёных из Европы и Китая. Система обеспечивает силовую обратную связь, что позволяет пользователям захватывать и держать предметы в виртуальной реальности так, как будто они реально располагаются в их руке. В отличие от других VR-перчаток, которые имеют, например, электроды для обратной связи, устройство Dexmo пользуется механической системой.
По мнению разработчиков, это обеспечивает более высокий уровень погружения в виртуальную реальность по сравнению с конкурирующими технологиями.
Перчатки также могут обеспечить ощущение относительной жёсткости при обращении с виртуальными предметами, то есть человек ощутит разницу между прикосновением к виртуальному бильярдному шару и теннисному мячу.
Этот эффект достигается посредством использования алгоритмов, которые динамически измеряют направление и величину приложенной силы в зависимости от свойств виртуального объекта.
Команда Dexmo надеется, что их изобретение поможет инженерам, механикам и даже хирургам в обучении в виртуальной среде.