רובוט כירורגי ניסיוני מופנה לתחנת החלל הבינלאומית

ידו של רובוט הניתוח MIRA. (קרייג צ'נדלר/UNL)

בעתיד הקרוב, נאס'א וסוכנויות חלל אחרות ישלחו אסטרונאוטים מעבר למסלול כדור הארץ הנמוך (LEO) לראשונה מזה למעלה מחמישים שנה.

אבל בניגוד לתקופת אפולו, המשימות הללו יהיו מורכבות מאסטרונאוטים שיבלו תקופות ממושכות על הירח ונסיעה אל וממנה מַאְדִים (עם כמה חודשים של פעולות שטח בין לבין).

מעבר לכך, ישנו גם המסחור המתוכנן של LEO וחלל cis-Lunar, כלומר מיליוני אנשים יכולים לחיות על סיפונה של בתי גידול בחלל ויישובי שטח הרבה מעבר לכדור הארץ.

זה מציג אתגרים רבים, הכוללים את האפשרות שלחולים ולפצועים לא יהיו רופאים מורשים לבצע ניתוח שעלול להציל חיים.

כדי להתייחס לכך, פרופסור שיין פריטור ועמיתיו באוניברסיטת נברסקה-לינקולן (UNL) קמפוס החדשנות של נברסקה (NIC) פיתחו את עוזר רובוטי ממוזער In-vivo (MIRA) .

בשנת 2024, פלטפורמה ניידת זו של ניתוח רובוטי בסיוע רובוטי (RAS) תוטס לתחנת החלל הבינלאומית (ISS) למשימת ניסוי כדי להעריך את יכולתה לבצע הליכים רפואיים בחלל.

פריטור הוא פרופסור להנדסה של דייוויד וננסי לדרר באוניברסיטת נברסקה שלמד רובוטיקה ב-MIT. כחלק מלימודיו, הוא עבד עם מרכז החלל קנדי ​​של נאס'א, מרכז טיסות החלל גודארד ומעבדת הנעה סילון לתמיכה בפעילות של נאס'א Mars Exploration Rover (MER) תכנית.

זה כלל סיוע בתכנון והרכבת סַקרָנוּת ו הַתמָדָה רוברים, הגדרת תכנון התנועה שלהם, והמצאת תהליך שבו גלאי השמש של הרובר משמשים לקביעת כיוון הנסיעה שלו.

בשנת 2006, הוא ודימיטרי אוליניקוב - פרופסור לכירורגיה לשעבר באוניברסיטת נברסקה (UNMC) - הקימו את Virtual Incision, חברת סטארט-אפ שבסיסה ב-NIC.

באפריל 2022, פריטור נבחר לזוכה הראשון של ה- פרס חדשנות ומסחור IP של הפקולטה – הונפק על ידי אוניברסיטת נברסקה לקניין רוחני.

במשך כמעט 20 שנה, פריטור, אוליניקוב ועמיתיהם מפתחים את חבילת הניתוחים הרובוטיים MIRA, שמשכה למעלה מ-100 מיליון דולר בהון סיכון.

לאחרונה, נאס'א העניקה ל-Virtual Incision מענק של 100,000 דולר באמצעות משרד האנרגיה האמריקאי (DoE) תוכנית הוקמה לגירוי מחקר תחרותי (EPSCoR) כדי לעזור למהנדסים ורובוטיקים ב-NIC להכין אותו למבחן שלו על סיפון ה-ISS.

בהשוואה לסוויטות כירורגיות רובוטיות קונבנציונליות, MIRA מציעה שני יתרונות. ראשית, ניתן להחדיר את המכשירים שלו דרך חתכים קטנים, המאפשרים לרופאים לבצע פעולות זעיר פולשניות (כגון ניתוחי בטן וכריתת מעי גס).

שנית, הטכנולוגיה יכולה לאפשר רפואה מרחוק, שבה מנתחים יכולים לבצע פעולות מרחוק ולספק שירותים למקומות רחוקים ממתקן רפואי. על פני כדור הארץ, הטכנולוגיה הזו כבר מאפשרת לרופאים לסייע לאנשים במקומות רחוקים שבהם השירותים אינם זמינים.

עם זאת, לטכנולוגיית MIRA יש יתרון נוסף של ביצוע פעולות באופן אוטונומי, כלומר אסטרונאוטים המשרתים על הירח ועל מאדים יכולים לקבל טיפול רפואי ללא צורך במנתח אנושי.

אמר ג'ון מרפי, מנכ'ל Virtual Incision, בחברה לאחרונה ידיעה לתקשורת :

'פלטפורמת ה-Virtual Incision MIRA תוכננה לספק את העוצמה של מכשיר ניתוח בסיוע רובוטי מיינפריים בגודל מזערי, במטרה להפוך את RAS לנגיש בכל חדר ניתוח על פני כדור הארץ.

'העבודה עם נאס'א על ​​סיפון תחנת החלל תבדוק כיצד מירה יכולה להנגיש ניתוח גם במקומות הרחוקים ביותר.'

במהלך השנה הבאה, פריטור תעבוד עם הסטודנטית לתואר שני בהנדסה, רייצ'ל וגנר, כדי להכין את MIRA לפעילות על סיפון ה-ISS. וגנר החלה לעבוד עם פאריטור כסטודנטית לתואר ראשון ולקחה תפקיד ב-Virtual Incision ב-2018 לאחר שסיימה את התואר הראשון בהנדסת מכונות.

זה יכלול כתיבת תוכנה, הגדרת MIRA כך שתתאים לתא ניסוי, ובדיקת המכשיר כדי לוודא שהוא מחוספס מספיק כדי לשרוד בשיגור על גבי רקטה ויתפקד לפי הצורך בחלל.

באוגוסט 2021, MIRA ביצעה בהצלחה את הניתוח מרחוק הראשון שלה כחלק ממחקר קליני במסגרת פטור ממכשיר חקירות (IDE) ממינהל המזון והתרופות האמריקאי (FDA).

ההליך - שבוצע על ידי ד'ר מייקל א. ג'ובסט במרכז הרפואי בריאן בלינקולן, נברסקה - כלל כריתת המיקולקטומיה ימנית (שם מוסר מחצית מהמעי הגס) והושג עם חתך בודד בתוך חיל הים.

אמר ד'ר ג'ובסט: 'פלטפורמת MIRA היא פלטפורמה פורצת דרך אמיתית לכירורגיה כללית, וזה משמח ביותר להיות המנתח הראשון בעולם שהשתמש במערכת.

'ההליך עבר בצורה חלקה והמטופל מתאושש היטב. אני נרגש לקחת חלק בעשיית הצעדים הראשונים לקראת הגדלת הגישה לניתוח בעזרת רובוט, שיש לו יתרונות ברורים עבור המטופלים״.

בניסוי אחר, האסטרונאוט לשעבר קלייטון אנדרסון (אסטרונאוט של נאס'א בדימוס) הפעיל את MIRA ממרכז החלל ג'ונסון, והנחה אותה לבצע משימות דמויות ניתוח בחדר ניתוח במרכז הרפואי של אוניברסיטת נברסקה - הממוקם במרחק של 1450 ק'מ (900 מייל) משם. .

במהלך המבחן הקרוב על סיפון ה-ISS, MIRA תפעל באופן אוטונומי ללא עזרת בקר. לצורך בדיקה זו, הרובוט יחתוך גומיות מתוחות מתוחות (הדמיית עור) וידחוף טבעות מתכת לאורך חוט (מדמה פעולות עדינות).

'הסימולציות הללו חשובות מאוד בגלל כל הנתונים שנאסוף במהלך הבדיקות', אמר ואגנר במהדורה של נברסקה.

בדיקה זו תהיה הפעולה האוטונומית ביותר של הרובוט עד כה, שנועדה לחסוך ברוחב פס התקשורת של תחנות החלל ולמזער את הזמן שהאסטרונאוטים מבלים בניסוי.

עם זאת, המטרה של משימה זו היא לא להדגים את האוטונומיה של הרובוט (שעדיין מוגבלת) אלא לכוונן עדין את פעולת הרובוט באפס כבידה. ניסויים אלה יסייעו לאמת את הטכנולוגיה למשימות עתידיות ארוכות טווח בתוך ומעבר ל-LEO.

בתור פאריטור אמר : 'לנאס'א יש תוכניות שאפתניות למסעות חלל ארוכים, וחשוב לבדוק את יכולות הטכנולוגיה שעשויות להועיל במהלך משימות הנמדדות בחודשים ושנים.

'MIRA ממשיכה לדחוף את הגבולות של מה שאפשר ב-RAS, ואנחנו מרוצים מהביצועים שלה עד כה במהלך ניסויים קליניים . אנחנו נרגשים לקחת את זה צעד קדימה ולעזור לזהות מה יכול להיות אפשרי בעתיד מכיוון שמסע בחלל הופך למציאות יותר עבור האנושות.'

ככל שבני אדם מתרחקים יותר ויותר מכדור הארץ, הם יצטרכו להיות עצמאיים ככל האפשר. על הירח, על מאדים ובמקומות אחרים בחלל העמוק, משימות אספקה ​​חוזרות אינן מעשיות, וכך גם הטסת רופאים או חולים למקומות אלה וממנו.

משמעות הדבר היא שבנוסף ליכולת לגדל את המזון שלהם, לנצל משאבים מקומיים כדי לענות על הצרכים שלהם (ISRU), להסתמך על מערכות תומכות חיים ביו-רגנרטיביות, ולהפיק חשמל מקומית, הם יצטרכו לספק שירותים חיוניים כמו טיפול רפואי וניתוח.

מאמר זה פורסם במקור על ידי היקום היום . קרא את ה מאמר מקורי .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.