Роботизированные ультразвуковые системы могут помочь врачам во время операции

Прочитано: 66 раз(а)


Ультразвук вошёл в медицину 60 лет назад. Первый ультразвуковой аппарат с дистанционным управлением появился 20 лет назад. Следующий шаг вперед — к автономной ультразвуковой системе — уже неизбежен.

«Мы хотим создать роботизированную систему с искусственным интеллектом , которая знает физику ультразвука, анализирует физиологию и анатомию человека и помогает врачам решать, что делать», — говорит Нассир Наваб, описывая свое видение.

Наваб опубликовал две статьи о роботизированной ультразвуковой визуализации — последнюю в « Ежегодном обзоре управления, робототехники и автономных систем» и предыдущее исследование в журнале «Медицинский анализ изображений» .

Заведующий кафедрой компьютерных процедур и дополненной реальности ТУМ — один из немногих профессоров в мире, который объединяет в своей лаборатории исследователей в области искусственного интеллекта, компьютерного зрения, медицины и робототехники. В первых системах исследователи показывают, как эти технологии можно использовать в медицинской практике и операционных.

В кабинете врача: доступ к автономно создаваемым 3D-изображениям сосудистой системы.

Недавно разработанная роботизированная система теперь позволяет обследовать пациентов с помощью ультразвукового аппарата без присутствия врача. Ультразвуковой датчик прикрепляется к роботизированной руке , которая помещается, например, на предплечье или живот пациента, и автономно исследует эти области.

Система самостоятельно отображает сосуды изнутри тела в 3D, визуализирует физиологические параметры, такие как скорость кровотока, и тем самым освобождает врачей от рутинных задач. Система также распознает аномалии, например, сужение сосудов. Это означает, что врачи уже имеют доступные результаты и могут больше сосредоточиться на уходе за пациентами и консультировании.

В операционной: роботизированная ультразвуковая система автоматически передает изображения

В отличие от рутинных исследований, где ультразвуковое сканирование уже может выполняться автономно и стандартизировано для исследовательских целей, автономную систему можно использовать в операционной. При операциях на позвоночнике исследователи, работающие с профессором Навабом, полагаются на концепцию общего контроля.

Хирурги могут самостоятельно использовать ультразвук обычным способом, но им также может быть оказана помощь автономно, чтобы освободить руки. Например, при инъекции в позвоночный сустав система может предоставить изображения этого региона, не прерывая операцию. Он также может проверять изображения с помощью машинного обучения, чтобы находить аномалии, указывающие на переломы позвонков.

Преимущества: 3D-изображения, сопоставимые данные и результаты сканирования здоровья

Автономные роботизированные ультразвуковые системы обладают множеством преимуществ:

  • Ультразвуковые изображения в 3D. Результаты исследования обычно получаются в 3D, а не в обычном 2D. Это означает, что врачам больше не нужно визуализировать 3D-изображения. Кроме того, становятся видны связи, которые трудно обнаружить в 2D.
  • Сопоставимость данных: система может получить доступ ко всем обследованиям за несколько лет и даже сравнивать результаты разных пациентов. Он запускает стандартную маршрутизацию для записи отдельных участков тела, проверяет их на наличие важных проблем и упрощает сравнение данных. Сосуд сужается? Изменилось ли оно со времени последнего обследования?
  • Сканирование здоровья без медицинских экспертов. В будущем для автономных обследований будет достаточно кабин в медицинских центрах или аптеках, оснащенных этими системами. Поскольку это было бы возможно даже без присутствия специализированного медицинского персонала, инновационную технологию можно было бы также использовать в отдаленных местах, например, на кораблях, в космосе или на отдаленных островах.

Важный первый шаг: доверие между роботом и пациентом

Прежде чем роботизированные руки с ультразвуковыми головками начнут двигаться, профессор Наваб считает, что важны «меры укрепления доверия». Пациентам необходимо ознакомиться с роботизированной системой. С этой целью его команда исследует взаимодействие человека и машины, чтобы гарантировать спокойную и безопасную среду.

Знакомство с роботом, например, начинается с четкой анимации, показывающей этапы обследования и какие движения будет совершать робот. После этого введения пациенты будут знать, чего ожидать.

«Для дальнейшего укрепления доверия система сначала демонстрирует свои возможности в простых, некритических взаимодействиях, таких как символическое «дай пять», — объясняет доктор философии. студент Феликс Дюльмер.

Эти меры призваны дать понять, что система понимает окружающую среду и может реагировать на движение — и поэтому оборудование не представляет опасности — например, когда робот рукой наносит гель на брюшную стенку и перемещает ультразвуковой датчик вперед и назад по стандартизированным траекториям и с заданным давлением.

Профессор ТУМ Наваб предполагает, что люди быстро примут технологию. «Люди уже измеряют свой пульс, температуру тела и артериальное давление с помощью своих умных часов или других цифровых приложений», — объясняет профессор Наваб. «Они, безусловно, будут открыты для проведения ультразвуковых исследований с помощью роботизированных систем».

Роботизированные ультразвуковые системы могут помочь врачам во время операции



Новости партнеров