Robot medyczny – urządzenie wspomagające wykonanie czynności medycznych, niektóre mają cechy robota. Najczęściej jest to sterowany zewnętrznie manipulator, w którym działanie lekarza po jednej stronie przekłada się na czynności efektora po drugiej stronie. Zadaniem lekarza jest sterowanie ruchami manipulatora oraz decydowanie o zadaniach do wykonania. Część wykonawcza, zwana efektorem ma za zadanie wykonywanie zadanych jej czynności z nieosiągalną dla człowieka precyzją. Roboty medyczne stosowane są także do obsługi pacjentów oraz osób niepełnosprawnych i pomagają im, między innymi, w przemieszczaniu się i spożywanie posiłków. Manipulatory rehabilitacyjne mogą być sterowane ruchami głowy, brody, gałki ocznej.

Wśród robotów medycznych można wyróżnić kilka grup: Roboty chirurgiczne – ich najważniejszą cechą jest zwiększona precyzja oraz powiązane z nią, zmniejszone ryzyko błędu. Roboty rehabilitacyjne – ułatwiają i wspomaga życie osób z trwałymi lub przejściowymi (w okresie zdrowienia) deficytami funkcjonalnymi, osób niepełnosprawnych oraz w podeszłym wieku. Największa grupa tych robotów stosowana jest do diagnostyki i rehabilitacji (zwykle pod nadzorem terapeuty, a samodzielnie przez pacjenta głównie w telerehabilitacji), jak również zmiany pozycji i ćwiczeń w łóżku (zrobotyzowane łóżka), poprawy mobilności (zrobotyzowane wózki dla osób niepełnosprawnych i egzoszkielety), opieki (roboty opiekuńcze), nauki i pracy (zrobotyzowane miejsca pracy czy zrobotyzowane pomieszczenia), a także terapii w części zaburzeń poznawczych (roboty terapeutyczne dla dzieci i osób w podeszłym wieku), jednak ze względu na nieustanny rozwój tej grupy część z ww. rozwiązań obecnie trudno zakwalifikować jako typowe roboty rehabilitacyjne. Bioroboty – jest to grupa robotów stworzonych w celu naśladowania ludzi i zwierząt, wykorzystywana w celach kognitywnych. Roboty zastępujące asystenta w czasie operacji – ich zastosowanie wyróżnia fakt, że chirurg steruje położeniem kamery, która zastępuje tym samym jego oczy podczas operacji. Roboty nawigacyjne (bierne) – ich rola polega na precyzyjnym pozycjonowaniu i utrzymywaniu prawidłowego toru stosowanego w czasie operacji narzędzia. Zastosowanie tego rodzaju robotów widać głównie w neurochirurgii. Roboty chirurgiczne, nawigacyjne (czynne) – ich rolą z wykonywanie zadań, jako narzędzia wykonawcze, w procesie odwzorowania trajektorii. Są one wykorzystywane w radiochirurgii oraz w neurochirurgii.

Historia Początki Chirurgiczna robotyka medyczna jest to młoda dziedzina techniki, której początki datuje się na drugą połowę lat 80. Pierwsze roboty chirurgiczne zostały wprowadzone w neurochirurgii. Neurochirurgia miała już bardzo długą tradycję minimalnej inwazyjności i stosowania skomputeryzowanych danych trójwymiarowych do obrazowania. Pierwsze tomografie komputerowe w początku lat 70. przeprowadzono dla zobrazowania mózgu. W 1985 użyto robota przemysłowego PUMA 560 do pozycjonowania i orientacji rurki-prowadnicy dla igły biopsyjnej. Eksperymenty zostały przerwane ze względów bezpieczeństwa.

Na początku 1998 w Paryżu oraz Lipsku przeprowadzono pierwsze operacje zastawki mitralnej i pomostowania aortalno–wieńcowego przy pomocy amerykańskiego robota kardiochirurgicznego da Vinci. Powstał on na bazie zarzuconych programów naukowo–militarnych prowadzonych przez NASA oraz Pentagon.

Pierwsza teleoperacja We wrześniu 2001 znajdujący się w Nowym Jorku Jacques Marascaux usunął przy użyciu systemu Zeus Robotic Surgical System pęcherzyk żółciowy u 68-letniej pacjentki będącej w klinice w Strasburgu. Robot Zeus ma trzy interaktywne ramiona zamontowane do stołu operacyjnego. Jedno z ramion posiada kamerę endoskopową i jest sterowane głosem, natomiast pozostałe dwa są sterowane przez lekarza specjalnymi joystickami naśladującymi dłonie i nadgarstki.

Przyszłość Obecnie coraz częściej roboty są stosowane do wykonywania coraz bardziej skomplikowanych operacji chirurgicznych, jednak ciągle głównie sterowane są przez doświadczonych chirurgów. Trwają jednak pracę nad stworzeniem w pełni autonomicznych robotów chirurgicznych, zdolnych do dokonywania samodzielnych operacji, nawet na polu bitwy lub w kosmosie. Przykładem może być Raven, opracowywany przez NASA i amerykański Departament Obrony. Warto zauważyć, że oprogramowanie tego robota jest dostępne jako open-source, aby wspierać dalszy rozwój robotyki medycznej

Zastosowania robotów w medycynie Zastosowania robotów w chirurgii

thumb|400px|Robot chirurgiczny

Chirurgia ogólna Na początku 2000 w dziedzinie ogólnych zabiegów chirurgicznych robot DaVinci został wykorzystany przez lekarzy w Ohio State University. Pierwsze na świecie opublikowane raporty dotyczyły w chirurgii przełyku i trzustki. W 2007 zespół medyczny z University of Illinois w Chicago, kierowany przez prof. Pier Cristoforo Giulianotti, dokonał operacji chirurgicznych na trzustce. W kwietniu 2008 ten sam zespół chirurgów przeprowadził pierwszą na świecie w pełni małoinwazyjną resekcję wątroby od żywego dawcy, usuwając 60% powierzchni wątroby pacjenta, ale pozwalając mu opuścić szpital już zaledwie kilka dni po zabiegu. Ponadto pacjent odczuwa z mniej bólu niż w przypadku zwykłego zabiegu z powodu czterech otworów, a nie nacięcia robionego przez chirurga.

Kardiochirurgia Przy użyciu robota da Vinci wykonywane są operacje pomostowania aortalno-wieńcowego metodą MIDCAB i TECAB oraz naprawy i wymiany zastawki mitralnej. East Carolina University w Greenville (Dr W. Randolph Chitwood), Saint Joseph's Hospital, Atlanta (dr Douglas A. Murphy), and Good Samaritan Hospital, Cincinnati (Dr J. Michael Smith) spopularyzowały tę procedurę i udowodniły jej trwałość w wielu publikacjach. Od czasu pierwszej zrobotyzowanej operacji serca wykonanej w USA w 1999 na Ohio State University w Columbus (dr Robert E. Michler dr Juan Crestanello, dr Paul Vesco) wykonano między innymi zrobotyzowane pomostowanie aortalno-wieńcowe, operacje zastawki mitralnej, przełyku, resekcji płuca i nowotworów. Operacje te służyły jako ćwiczenia dla lekarzy. W 2002 lekarze w Cleveland Clinic na Florydzie (Dr Douglas Boyd i Kenneth Stahl) zgłosili i opublikowali wstępne doświadczenia z minimalnie inwazyjnymi zabiegami "hybrydowymi". Zabiegi te w łączyły zrobotyzowaną rewaskularyzację i stentowanie naczyń wieńcowych, zwiększając rolę robotów w pomostowaniu aortalno-wieńcowym u pacjentów z chorobą w wielonaczyniową. W toku są badania nad wykonywaniem zrobotyzowanych i hybrydowych zabiegów pomostowania aortalno-wieńcowego wykonywane przez dr. Roberta Postona.

Kardiologia i elektrofizjologia Stereotaxis Magnetic Navigation System (MNS) został opracowany, aby zwiększyć precyzję i bezpieczeństwo zabiegów ablacji przy leczeniu zaburzeń rytmu serca i migotania przedsionków. Jednocześnie pozwalając na zmniejszenie dawki napromieniowania pacjenta i lekarza. System wykorzystuje dwa magnesy do zdalnie sterowanych cewników. Pozwala na automatyczne mapowanie trójwymiarowe serca i układu naczyniowego. MNS został również zastosowany w kardiologii interwencyjnej do wprowadzenia stentów. Pozwalając zmniejszać zużycie kontrastu i umożliwiając dostęp do obszarów nieosiągalnych podczas ręcznej nawigacji. Dr Andrea Natale odniósł się do nowych zabiegów Stereotaxis z cewnikami magnetycznie nawadnianymi jak "rewolucyjnych". Hansen Medical Sensei robotic catheter system używa zdalnie sterowany system bloczków, aby nawigować sterowalną osłoną prowadzącą cewnik. Umożliwia to precyzyjne i pewniejsze pozycjonowanie cewników stosowanych do mapowania 3D serca i układu naczyniowego. System zapewnia lekarzom przybliżone informacje zwrotne i umożliwia manipulację w lewym przedsionku serca. Z systemem Sensei związany jest mieszany wzrostu powodzenia w stosunku do zabiegów niezrobotyzowanych, spowodowany wzrostem komplikacji proceduralnych i dłuższym czasem zabiegu. Pozwala jednak stosować niższe dawki fluoroskopii dla pacjenta.

Obecnie trzy rodzaje operacji serca w USA są wykonywane rutynowo, przy użyciu systemów zrobotyzowanych :

naprawa defektów przegrody przedsionkowej – naprawa otworu pomiędzy dwoma komorami górnych serca naprawy zastawki mitralnej – naprawa zastawki, która zapobiega przenoszeniu krwi z powrotem do górnych komór serca w czasie skurczu serca pomostowanie aortalno-wieńcowe – przekierowanie dopływu krwi poprzez obejście zablokowanych tętnic dostarczających krew do serca.

Wraz z rozwojem robotyki chirurgicznej oczekuje się, że zastosowania robotów w chirurgii sercowo-naczyniowej będzie bardziej rozwinięte i spopularyzowane.

Chirurgia przewodu pokarmowego Z wykorzystaniem systemów Zeus lub robota da Vinci wykonano wiele zabiegów chirurgii bariatrycznej. Lekarze na różnych uniwersytetach początkowo opublikowali przypadki wykazujące różne techniki i wykonalności chirurgii przewodu pokarmowego za pomocą robotów medycznych. W pełni opracowano szczegółowe procedury pewnych zabiegów, szczególnie fundoplikacji Nissena przełyku w leczeniu refluksu żołądkowo-przełykowego i miotomii metodą Hellera w leczenie achalazji. Z wykorzystaniem robotów medycznych wykonywano także inne zabiegi przewodu pokarmowego oraz resekcje jelita grubego, trzustki, przełyku.

Ginekologia Zrobotyzowane zabiegi w ginekologii są jedną z najszybciej rozwijających się dziedzin. Obejmują one użycie systemu chirurgicznego da Vinci w łagodnej ginekologii i onkologii ginekologicznej. Wykonuje się zrobotyzowane zabiegi w leczeniu mięśniaków, nieprawidłowych okresów, endometriozy, nowotworów jajnika, wypadania miednicy i nowotworów u kobiet. Korzystając z manipulatora, ginekolodzy mogą wykonywać histerektomię, miomektomię i biopsje węzłów chłonnych. Zastosowanie robotów praktycznie wyeliminowało potrzebę wykonywania dużych nacięć. Robotycznie wspomagana histerektomia i oceny zaawansowania raka są wykonywane przy użyciu robota da Vinci. Na uniwersytetach: University of Tennessee, Memphis (dr T. Tillmanns dr Saurabh Kumar), Northwestern University (Dr Patrick Lowe), Aurora Health Center (Dr Scott Kamelle), West Virginia University (Dr Jay Bringman) i Uniwersytetu Tennessee, Chattanooga (dr Donald Chamberlain) przeprowadzane są intensywne badania nad wykorzystaniem zrobotyzowanych operacji i stwierdzono, poprawę uleczalności i stosunku przeżycia u pacjentów z nowotworami ginekologicznymi.

Neurochirurgia Kilka systemów stereotaktycznej interwencji jest obecnie na rynku. NeuroMate był pierwszym robotem neurochirurgicznym, dostępnym na rynku w 1997. Pierwotnie opracowany w Grenoble przez zespół Alim-Louis_Benabid jest teraz własnością Renishaw. Wykorzystano go w Stanach Zjednoczonych, Europie i Japonii przy 8000 stereotaktycznych operacjach mózgu w 2009. System chirurgiczny IMRIS Inc SYMBIS (TM) będzie wersją systemu NeuroArm, pierwszym na świecie robota chirurgicznego zgodnego z rezonansem magnetycznym, opracowany do komercyjnego użytku na świecie. System Rosa firmy Medtech jest używany przez kilka instytucji, w tym w Cleveland Clinic w USA, a w Kanadzie w Sherbrooke University oraz Instytucie Neurologicznym w Montrealu i szpitalu w Montrealu. W okresie od czerwca 2011 do września 2012 wykonano tam ponad 150 zabiegów neurochirurgicznych, w tym umieszczenie szczegółowych elektrod w celu leczenia padaczki, a także zabiegi resekcji selektywnych oraz biopsji stereotaktycznej.

Ortopedia W 1992 opracowany został system ROBODOC przez Integrated Surgical Systems, Inc. Ponadto, Acrobot Company Ltd. sprzedaje robota Acrobot Sculptor, który posiada narzędzie do cięcia kości do wcześniej określonej objętości. Innym przykładem jest robot CASPAR wyprodukowany przez URS-Ortho GmbH & Co KG, który jest używany do całkowitej wymiany stawu biodrowego, stawu kolanowego i całkowitej rekonstrukcji przedniego więzadła.

Pediatria