الروبوتات الطبية - ثورة قادمة في عالم الطب

نحن أمام منعطف حاسم في مجال الروبوتات؛ حيث نقف على أعتاب تحول هائل في الطريقة التي نتفاعل بها مع العالم، وكل يوم يتم إجراء اكتشافات جديدة تدفعنا نحو مستقبل مليء بالروبوتات بدلًا من البشر.

إن ظهور الأتمتة واستبدال العمال بالآلات ليس شيئًا “جديدًا”؛ حيث أمسى التدخل التكنولوجي أكثر إلحاحًا في نصف القرن الماضي، ثم أصبحت الروبوتات قادرة على القيام بمزيد من أنواع العمل.لكن بينما يركز الكثيرون على تأثيرات الأتمتة في عمال المصانع والعمال غير المهرة ، كان يُعتقد عمومًا أن الأشخاص ذوي المهن عالية المهارة، مثل الأطباء، سيكونون في مأمن من الصعود القادم للآلات. ولكن لا يبدو أن هذا الحال سيستمر طويلًا.

فخبراء الروبوتات وجهوا أنظارهم نحو المجال الطبي، ويعتقد الكثيرون أن الروبوت المستقل يمكن أن يصبح قريبًا عضوًا منتظمًا في الطاقم الطبي لأي مستشفى ليؤدي جميع أنواع الواجبات، مثل: أخذ البيانات الحيوية للمريض أو قراءة ملاحظات الحالة أو حتى إجراء الجراحة!

وحتى إذا كانت مثل هذه التطورات أبعد في المستقبل مما يتوقعه الخبراء، فإن الروبوتات التي يتحكم فيها الطبيب لها بالفعل وجود هائل في المجال الطبي الآن، ويتزايد الطلب على الإجراءات الأقل توغلًا والمخصصة للمريض والتي يمكن إنجازها بمساعدتهم.

وهذا يعني أن المجال الطبي على وشك أن يشهد تغييرات شاملة، قد تعني تشخيصًا أفضل وجراحة أكثر أمانًا وأقل تدخلًا ، وأوقات انتظار أقصر، ومعدلات إصابة منخفضة، وزيادة معدلات البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل للجميع.

هذا بالتأكيد شيء يثير الحماس، وإليك أهم 15 تقدمًا في مجال الروبوتات الطبية التي ستغير حياتك في يوم من الأيام:

1- daVinci

نبدأ بأكثر الروبوتات الطبية انتشارًا وهو نظام ” daVinci”، وباستخدام نظام “daVinci” يمكن إجراء بعض أنواع العمليات من خلال بضع شقوق صغيرة فقط وبأقصى درجات الدقة؛ ما يعني تقليل النزيف والشفاء بشكل أسرع وتقليل خطر الإصابة بالعدوى.

وبينما كان ” daVinci” موجودًا منذ ما يقرب من 18 عامًا حتى الآن، فهو استمر في التقدم أكثر فأكثر، ولكن مع شركات التكنولوجيا الكبرى التي سرعان ما بدأت في تطوير أنظمة مماثلة مع المزيد من المزايا المستقلة ونطاق أوسع من القدرات.

2- الأطراف الاصطناعية المحركة والحسية

تطور مجال الأطراف الصناعية كثيرًا خلال السنوات القليلة الماضية؛ بحيث لم يعد السؤال المطروح: “هل يمكننا صنع بديل مناسب لطرف ما؟”، بل بالأحرى “هل يمكننا صنع شيء أفضل من الطبيعة؟”.

في مختبر MIT Biomechatronics، ابتكر الباحثون أطرافًا روبوتية ثلاثية الأبعاد ويمكن تعديلها لأعلى بمقدار 750 مرة في الثانية.

علاوة على ذلك، طوروا جلودًا إلكترونية وأنظمة غرسات عصبية تتفاعل مع الجهاز العصبي؛ ما يسمح للمستخدم بتلقي ردود أفعال لمسية من الطرف الاصطناعي والتحكم فيه إراديًا كما تفعل مع الطرف الطبيعي.

هذه قفزة هائلة إلى الأمام في توحيد الإنسان والآلة، ويمكن قريبًا أن تكون مصدر ارتياح كبير لأكثر من مليوني مبتور في الولايات المتحدة وحدها.

3- التنظير الداخلي للكبسولة (Endoscopy-Bot)

التنظير الداخلي هو إجراء يتم فيه إدخال كاميرا صغيرة على سلك طويل في الجسم من خلال “فتحة طبيعية”؛ للبحث عن الضرر أو الأجسام الغريبة أو آثار المرض. إنه إجراء غير مريح ودقيق وقد يكون أيضًا شيئًا من الماضي.

تستخدم التحسينات الجديدة للإجراء من قِبل شركات، مثل Medineering، الروبوتات التي يمكن قيادتها كسيارة RC إلى المكان المحدد الذي يحتاجه الطبيب. يمكنهم بعد ذلك البقاءمع الطبيب دون ارتعاش الأيدي البشرية، ومساعدته في استخدام الأدوات وجميع المهام؛ من أخذ الخزعة إلى كي الجرح.

والأكثر إثارة للإعجاب هو ما يُسمى “التنظير الداخلي للكبسولة”؛ حيث يتم اختصار الإجراء إلى فعل بسيط يتمثل في ابتلاع روبوت بحجم حبة الدواء ينتقل عبر الجهاز الهضمي، ويجمع البيانات ويلتقط الصور التي يمكن إرسالها مباشرة إلى المعالج من أجل التشخيص.

4- أجهزة تقويم العظام (Orthoses )

الهياكل الخارجية الروبوتية لها تطبيقات طبية أكثر، فبالنسبة للمبتدئين، يتم استخدامها لمساعدة المصابين بالشلل في المشي مرة أخرى، وهو أمر لا يقل عن كونه معجزة.

يمكن أن تكون مفيدة أيضًا لتصحيح التشوهات أو إعادة التأهيل بعد إصابة الدماغ أو النخاع الشوكي؛ من خلال تزويد العضلات الضعيفة بالمساعدة التي تحتاجها لأداء الحركات والبدء في علاج الضرر.

تعمل معظم هذه الهياكل الخارجية من خلال مجموعة من مدخلات المستخدم والحركات المحددة مسبقًا، ولكن مع التطورات في الواجهات العصبية، فإن الأمر مجرد مسألة وقت قبل أن يتوفر الهيكل الخارجي الذي يتحكم فيه العقل بشكل مباشر.

5- العلاج الموجه بالروبوت الصغير (Targeted therapy micro-robot)

على الرغم من أنه جديد نسبيًا، إلا أنه نوع واعد للغاية من الروبوتات الطبية. في الأساس، يتم استخدام جزيئات ميكانيكية شبه مجهرية لتوصيل دواء أو علاج آخر محلي إلى موقع مستهدف محدد داخل الجسم.

يمكن استخدام هذا لتوصيل الإشعاع مباشرة إلى الورم، أو لتقليل الآثار الجانبية للدواء؛ عن طريق حصره في العضو الذي يحتاج إليه.

ما هو مثير للاهتمام حقًا هنا هو كيفية وصول الجسيمات إلى الهدف. هناك مجموعة متنوعة من الأساليب الممكنة، ولكن الأبحاث الجديدة تضمنت روبوتات دقيقة وصغيرة يمكن توجيهها بواسطة الحقول المغناطيسية لتدور نفسها للأمام عبر الأوعية الدموية إلى بقعة معينة في الجسم.

6- روبوتات مطهرة (Disinfectant bots)

الحقيقة المؤسفة هي أن المستشفيات أماكن غير آمنة بدرجة 100%؛ يمكنك الذهاب إلى هناك لتلقي العلاج، ولكن قد تغادر بمرض جديد تمامًا. وبما أن المستشفيات تدير بشكل روتيني كميات كبيرة من المضادات الحيوية، فإنها يمكن أن تصبح أرضًا خصبة لبعض أصعب البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية.

لهذا السبب من المهم جدًا أن تكون غرف المستشفى نظيفة، لكن لماذا تترك هذا التنظيف للبشر المعرضين للخطأ عندما يكون لديك روبوت؟

تتحرك روبوتات التطهير الحديثة بشكل مستقل إلى غرف المرضى الذين يتم تفريغهم ثم تُعقم الغرفة الفارغة بأشعة فوق بنفسجية عالية الطاقة لعدة دقائق؛ حتى لا يتبقى أي كائن حي دقيق.

7- روبوتات التدريب السريري (Clinical Training Bots)

كان الجراحون يتعلمون في الغالب على الجثث، ولكن الآن أصبحت الروبوتات جاهزة من أجل التدرب عليها وهذا تكنيك جديد. وأصبح الجراحون أيضًا يتدربون على الروبوتات من أجل التجارب السريرية.

8- برامج الروبوت المصاحبة (Companion bots)

لا يجب أن تكون جميع المشاكل الطبية التي يمكن للروبوتات حلها مهددة للحياة. الحقيقة هي أن هناك الملايين من كبار السن أو العجزة أو المعوقين عقليًا في العالم يعانون من الوحدة المزمنة وعدم التحفيز.

يميل هؤلاء المرضى أيضًا إلى أن يكونوا أشخاصًا يحتاجون إلى فحوصات منتظمة من مقدمي الرعاية؛ ما قد يمثل مشكلة في المناطق التي يوجد بها نقص في مقدمي الرعاية المحترفين.

وتعمل الروبوتات المرافقة على حل هاتين المشكلتين في وقت واحد، وجعل الحياة أفضل لكثير من الناس.

9- بدائل الروبوتات عن بُعد (Telepresence Robot Surrogates)

ربما تكون قد شاهدت بديلًا عن بُعد من قبل باعتباره نكتة في برنامج تلفزيوني. لكن الحقيقة هي أنهم وجدوا في الواقع دورًا رئيسيًا للروبوتات في المجال الطبي كوسيلة لجلب أفضل الأطباء وخبرات التشخيص إلى المجتمعات المحرومة والأجزاء النائية من العالم.

يمكن للأطباء في نيويورك الآن التحدث مع المرضى والأطباء المحليين في المناطق الريفية بالهند، ومشاركة معرفتهم والتشاور بشأن التشخيص في الوقت الفعلي مقابل جزء بسيط من التكلفة والجهد المبذولين للسفر إلى هناك شخصيًا. لذا؛ قد يبدو الأمر سخيفًا، فمن الممكن تمامًا أن يكون الفحص السنوي التالي باستخدام جهاز لوحي يتم التحكم فيه عن بُعد بدلًا من شخص مادي.

10- روبوتات بديلة للممرضات (Robotic nurses)

الممرضات هن معجزة ودم الحياة الحقيقي لأي مكان طبي. لكنهن يعملن فوق طاقتهن بشكل ميؤوس منه ويقصرون الوقت بشكل مزمن، ناهيك عن نقص المعروض في العديد من الأماكن.

هذا هو المكان الذي تدخل فيه الممرضات الروبوتات؛ حيث يمكنها ملء الأعمال الورقية الرقمية، وإجراء قياسات للعلامات الحيوية، ومراقبة حالة المريض.

واستهدفت بعض الممرضات الروبوتات الجدد المهام الأخرى التي تعلق بها الممرضات، مثل نقل العربات والنقالات من غرفة إلى أخرى، أو حتى سحب الدم!

في النهاية: إذا كان ذلك يوفر وقت الممرضات ويسمح للجميع بالعناية بشكل أفضل بالمرضى، فنحن جميعًا نؤيد ذلك.

11- الأدوية

تُعتبر الأدوية من أهم الاختراعات التي جاء بها الإنسان. وتعمل أدلة الأدوية الآن على مفهوم الصيدلة بشكل لا تشوبه شائبة في “جامعة كاليفورنيا وسان فرانسيسكو”، منذ ما يقرب من خمس سنوات، وتمت الموافقة على استخدام المزيد في المستشفى.

12- تشخيص تقنية الذكاء الاصطناعي (AI diagnostics)

ربما تكون هذه هي المهمة التي يمكن للروبوتات أن تُفعل أكثر من خلالها الطب. وباستخدام التعلم الآلي؛ يمكن للعلماء تدريب الذكاء الاصطناعي على أداء مهمة أفضل من الإنسان؛ من خلال تزويده بشكل أساسي بآلاف الأمثلة.

إن استخدامات هذا النوع من الأدوات في التشخيص بعيدة المدى، ولكن هناك نظام FDNA الذي يستخدم برنامج التعرف على الوجه لفحص المرضى لأكثر من 8000 مرض واضطرابات وراثية نادرة بدرجة عالية من الدقة.

وهناك أيضًا فريق “جامعة نيويورك” الذي أنشأ ذكاءً اصطناعيًا قادرًا على مسح آلاف المستندات الطبية لتحديد المرضى المعرضين لخطر الإصابة بمرض السكري أو قصور القلب أو السكتة الدماغية. وفي المستقبل قد تكون الروبوتات هي المنفذ الأول لإجراء التشخيص.

13- خزعة بمساعدة الروبوت (Robotic-Assisted Biopsy)

هذا تقدم رائع للغاية ومن المحتمل أن ينقذ الأرواح بقيادة مشروع يسمى MURAB (MRI) وخزعة بمساعدة الروبوت بالموجات فوق الصوتية.

إنها تقنية طفيفة التوغل للتشخيص المبكر للسرطان؛ حيث يتم توجيه محول طاقة آليًا إلى موقع الخزعة بواسطة تقنية جديدة للدمج بين التصوير بالرنين المغناطيسي/الموجات فوق الصوتية.

ثم يقوم بمسح الهدف للحصول على بيانات عامة عنه ومن ثم يمكن للجراح أن يختار من الصورة ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها بالضبط من المكان الذي يريد الحصول على خزعة منه. ثم يتراجع الروبوت بالطريقة نفسها التي دخل بها ، تاركًا للمريض ما يزيد قليلًا على قطع الورق.

14- علم الأوبئة وتقنية الذكاء الاصطناعي (AI epidemiology)

يمكن أن يكون الذكاء الاصطناعي جيدًا جدًا في رؤية الأنماط والتنبؤات من البيانات التي ستكون ببساطة ساحقة للبشر ، وهذا هو السبب في أن علم الأوبئة كان هدفًا منطقيًا لنظام ذكاء اصطناعي جديد. أنت ترى بالفعل الروبوتات التي تدعم الذكاء الاصطناعي تُستخدم لمحاربة الوباء.

تقوم هذه الخوارزميات بتحليل البيانات الخاصة بتفشي الأمراض من الأطباء على الأرض، وتراجع جميع قواعد البيانات الطبية المتاحة للتنبؤ بوقت ومكان حدوث تفشي المرض، وكذلك كيفية منعه من الانتشار.

وعلى الرغم من ظهور العديد من المنتجات في هذا المجال، إلا أن أحد أروع المنتجات هو نظام AIME الذي تم نشره ضد تفشي حمى الضنك في ماليزيا هذا العام بمعدل تنبؤ دقيق بنسبة 85٪ تقريبًا؛ ما أدى إلى إنقاذ آلاف الأرواح وربما ملايين الدولارات.

15- الروبوتات النانوية المضادة للبكتيريا (Antibacterial nanorobots)

أخيرًا وليس آخرًا، وصلنا إلى الروبوتات النانوية المضادة للبكتيريا، وهي عبارة عن آلات صغيرة مصنوعة من أسلاك الذهب النانوية مغطاة بالصفائح الدموية وخلايا الدم الحمراء، التي يمكنها بالفعل إزالة العدوى البكتيرية مباشرة من دم المريض.

وهي تفعل ذلك عن طريق محاكاة البكتيريا وهدف سمومها، ثم يوقعون بها في شباك الأسلاك النانوية عندما تقترب البكتيريا.

ويمكن حتى توجيهها عبر جسم المريض باستخدام الموجات فوق الصوتية المستهدفة؛ لتسريع عملية التطهير وعلاج الالتهابات الموضعية.

والأفضل من ذلك كله، نظرًا لأنها تستفيد من الاستجابات الطبيعية للبكتيريا لإزالتها من النظام؛ فمن المحتمل أن تُستخدم الروبوتات النانوية بدلًا من المضادات الحيوية واسعة الطيف التي يمكن أن يكون لها تأثير هائل في مكافحتنا لانتشار الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.

المصدر:

Interestingengineering: 15 Medical Robots That Are Changing the World