Έρχονται τα ρομπότ - γιατροί

Η τεχνολογική επανάσταση, γράφει ο Σπ. Τζαφέστας, μας εφοδιάζει με μηχανές υψηλής τεχνικής που μπορούν να μας απαλλάξουν από δύσκολες και επικίνδυνες εργασίες

   Ο αυτοματισμός - ρομποτική, που κατά τον Νόρμπερτ Βίνερ αποτελεί τη δεύτερη Βιομηχανική Επανάσταση, βρίσκεται στην καρδιά των σύγχρονων τεχνολογιών αιχμής και συναναπτύσσεται με την πληροφορική έχοντας με αυτήν ένα σημαντικό κοινό μέρος. Τα σύγχρονα έξυπνα ρομπότ είναι εφοδιασμένα με τεχνητή νοημοσύνη (ικανότητα συλλογισμού) και ανθρωπόμορφες φυσικές (μηχανικές) επιδεξιότητες με τις οποίες μπορούν να βοηθήσουν ή να απαλλάξουν τον άνθρωπο από δύσκολες, επίπονες και επικίνδυνες εργασίες. Σήμερα βρίσκονται σε δράση πάνω από 90.000 ρομπότ σε όλον τον κόσμο, με πρωτοπόρους τις ΗΠΑ, την Ιαπωνία και την Ευρώπη. Θέματα που κάποτε ανήκαν στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας (λ.χ. μυθιστορήματα του ρώσου συγγραφέα Ασίμοφ) αποτελούν σήμερα πραγματικότητα και προκαλούν τον θαυμασμό αλλά και τον φόβο για το τι μπορούν να κάνουν και πού μπορούν να οδηγήσουν τα ρομπότ τον άνθρωπο. Στη λαϊκή αντίληψη των ρομπότ συνέβαλε και ο κινηματογράφος με ταινίες όπως «Η τελευταία ημέρα του κόσμου» και «Ο Πόλεμος των Αστρων». Ο όρος ρομπότ είναι τσεχικός (robota) και σημαίνει «σκλαβωμένος εργάτης».

Οι περιοχές έρευνας

   Η ιατρική ρομποτική περιλαμβάνει τρεις βασικές υποπεριοχές, οι οποίες φαίνεται ότι αντιπροσωπεύουν τις πιο πολλά υποσχόμενες κατευθύνσεις έρευνας, ανάπτυξης και εφαρμογής. Οι υποπεριοχές αυτές είναι: α) μακρο-ρομποτική, β) μικρο-ρομποτική και γ) βιο-ρομποτική.

* Η μακρο-ρομποτική περιλαμβάνει τη σχεδίαση και ανάπτυξη ρομποτικών συστημάτων, αυτόνομων αναπηρικών καρεκλών και μηχανικών χειριστών για σκοπούς ιατρικής φυσικής και αποκατάστασης, καθώς επίσης και την ανάπτυξη νέων ισχυροτέρων εργαλείων και μεθόδων για χειρουργικές επεμβάσεις.

* Η μικρο-ρομποτική έχει σκοπό να συμβάλει αποφασιστικά στον χώρο της μη κλασικής χειρουργικής, όπως επίσης και στην ανάπτυξη μιας νέας γενιάς από μικρογραφικά εργαλεία μηχατρονικής (mechatronics) για την κλασική χειρουργική.

* Η βιο-ρομποτική ασχολείται με τα προβλήματα της μοντελοποίησης και προσομοίωσης βιολογικών συστημάτων με σκοπό την καλύτερη κατανόηση της ανθρώπινης φυσιολογίας.

   Η παραπάνω ταξινόμηση δείχνει ότι από καθαρά ιατρική άποψη τα ρομπότ μπορούν πραγματικά να βοηθήσουν σε δύο βασικούς χώρους: τη χειρουργική και την κινητική φροντίδα ατόμων με ειδικές ανάγκες (ΑΜΕΑ).

Ρομποτική χειρουργική

   Η ρομποτική χειρουργική διακρίνεται σε:

α) καθοδηγούμενη από εικόνες χειρουργική (ΚΕΧ),

β) ελάχιστης επέμβασης χειρουργική (ΕΕΧ).

   Στην πρώτη κατηγορία χρησιμοποιούνται πλήρεις ρομποτικοί σταθμοί εργασίας με τεχνητή όραση και αυτόνομες θήκες εργαλείων, ολοκληρωμένοι στον χειρουργικό χώρο. Η δεύτερη περιλαμβάνει την ορθοπεδική χειρουργική (όπου λ.χ. ρομποτικοί μηχανισμοί προσαρμόζουν τα κόκαλα), τη νευροχειρουργική (με χρήση λ.χ. στερεοτακτικού κράνους) και την πλαστική/ανακατασκευαστική χειρουργική. Οι δυνατότητες της πρώτης (ΚΕΧ) μπορούν να ενισχυθούν σημαντικά με τη χρήση τηλεχειριστών και εικονικής πραγματικότητας (virtual reality).

   Η ελάχιστης επέμβασης χειρουργική (ΕΕΧ), που καλείται και ενδοσκοπική χειρουργική, μειώνει σημαντικά τον χρόνο ανάρρωσης, τους κινδύνους επιπλοκής και το κόστος των υπηρεσιών. Η ΕΕΧ απαιτεί ενδοσκοπικές διατάξεις υψηλής ποιότητας, χειρουργικά όργανα μεγάλης ακριβείας και μεγάλη επιδεξιότητα των χειρουργών. Η πρόσβαση στο όργανο που χειρουργείται γίνεται χωρίς την κλασική τομή αλλά μέσω μικρής(-ων) οπής(-ών). Το χειρουργικό εργαλείο ελέγχεται άμεσα από τον χειρουργό. Στο μέλλον η ΕΕΧ θα συνδυάζει την τηλερομποτική με τον τηλεχειρισμό. Η τηλεχειρουργική είναι χρήσιμη όταν ο ασθενής δεν μπορεί να μεταφερθεί στον τόπο του ειδικευμένου χειρουργού (λ.χ. τραυματίες πολέμου κ.ά.) ή όταν υπάρχουν λόγοι ασφαλείας (λ.χ. ο ασθενής πάσχει από μολυσματική ασθένεια ή εκτίθεται σε ακτίνες Χ κατά τη διάρκεια της εγχείρησης).

   Γενικά η ρομποτική συνεισφέρει σε τρεις περιοχές της ΕΕΧ:

* Λαπαροσκοπική χειρουργική (ο γιατρός χειρίζεται άμεσα τα κατάλληλα χειρουργικά εργαλεία και διατηρεί κάποιον βαθμό «αίσθησης» του χώρου εργασίας).

* Ενδοσκοπική χειρουργική (ο γιατρός χρησιμοποιεί ευέλικτα ενδοσκόπια αλλά χάνει ουσιαστικά κάθε μορφή «αίσθησης» του χώρου εργασίας).

* Παραδοσιακή μακρο-χειρουργική (βελτιώνει τη συμπεριφορά των εργαλείων μακρο-χειρουργικής και μειώνει την επιθετικότητά τους).

   Σήμερα αναπτύσσονται τηλεχειριζόμενοι ρομποτικοί μικροκαθετήρες ικανοί να εκτελέσουν διαγνωστικές και επεμβατικές ενέργειες μέσα στα αγγεία του εγκεφάλου. Ο μακροκαθετήρας είναι πολύ ευέλικτος και διαθέτει στο άκρο του μικρογραφικούς αισθητήρες αφής, ροής και πίεσης, καθώς επίσης και μικρο-στόμια (μικρο-ακροφύσια) και μικρο-αντλίες για τοπική έγχυση φαρμάκων και ουσιών που διαλύουν τους θρόμβους.

Φυσική ιατρική και αποκατάσταση

   Σκοπός της ρομποτικής στον τομέα αυτόν είναι να συμβάλει ώστε οι χρήστες (ΑΜΕΑ) να γίνουν ικανοί να αλληλεπιδρούν ενεργά με το περιβάλλον. Διακρίνουμε τρεις βασικές περιοχές:

* Κινητική βοήθεια σε ανθρώπους με κινητικά προβλήματα (ρομποτικοί χειριστές, αυτόνομες-έξυπνες αναπηρικές καρέκλες, ρομποτικές και ηλεκτρονικές αρθρώσεις, ρομποτικές διατάξεις για οικιακές και επαγγελματικές εργασίες).

* Λειτουργικός ηλεκτρικός ερεθισμός (functional electrical stimulation) για την εκπαίδευση και αύξηση της ισχύος των μυών.

* Εικονικά περιβάλλοντα (για θεραπευτική εκπαίδευση, αποκατάσταση και επαγγελματική επανένταξη).

   Μια αυτόνομη έξυπνη ρομποτική καρέκλα (αμαξίδιο με ρόδες) μπορεί να μεταφέρει τον χρήστη στο επιθυμητό σημείο μέσω κατάλληλων εντολών (σε φυσική γλώσσα ή κατάλληλο υποσύνολό της ή ακόμη με ειδικό κώδικα). Ενα ρομποτικό χέρι προσαρμοσμένο στην καρέκλα μπορεί να εξυπηρετήσει τον χρήστη. Βασικά και δύσκολα προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπίζονται από μια τέτοια καρέκλα είναι η αποφυγή εμποδίων (και γενικά κινδύνων, λ.χ. σκαλοπατιών) και η προσπέλαση σε κατάλληλα προσαρμοσμένες επιφάνειες (λ.χ. εξωτερικούς χώρους).

   Στο περιβάλλον του νοσοκομείου τα έξυπνα αυτοκινούμενα ρομπότ (που διαθέτουν μάτια-κάμερες, χέρια και αισθητήρες προσδιορισμού της κατεύθυνσης και της απόστασής τους από εμπόδια) μπορούν να κάνουν εργασίες όπως: καθοδήγηση ασθενών στους χώρους του νοσοκομείου, μεταφορά των φακέλων με τα στοιχεία των ασθενών, μεταφορά αίματος και ούρων για ανάλυση στα εργαστήρια, σερβίρισμα ασθενών στο κρεβάτι τους, άνοιγμα-κλείσιμο θυρών· αλλά και πιο προχωρημένες εργασίες, όπως στρώσιμο κρεβατιών, καθαρισμός δαπέδων, σπρώξιμο-καθοδήγηση αναπηρικών καρεκλών, καθαρισμός λουτρών και χώρων υγιεινής κτλ. · ή ακόμη και η ασφαλής καθοδήγηση τυφλών.

   Ο κ. Σπύρος Τζαφέστας είναι καθηγητής του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου και διευθυντής του Εργαστηρίου Ρομποτικής και Αυτοματισμού του ΕΜΠ.

Πηγή: http://www.tovima.gr/opinions/article/?aid=125790