הרובוטיקה הרפואית הטובה ביותר משקפת את הנתונים שמזינים ספקי הטיפולים

הפופולריות של הרובוטיקה (והאימוץ התעשייתי שלה) הואצה מאז מגפת COVID-19‏ וכל המחסור בכוח אדם מיומן שהיא חשפה. כיום הרובוטים הם ברי-מימוש במיוחד עבור יישומים רפואיים מכל הסוגים. תכנים העונים על שימושים אלה לובשים צורה של רכבי קרקע אוטונומיים (AGVs) בדירוג-מקצועי, תחנות בדיקה אוטומטית ומערכות תמיכה במטופלים להשלמת הרובוטיקה הניתוחית המתוחכמת ביותר בבתי חולים ובסביבות טיפול-רפואי אחרות. תכני רובוטיקה העונים על יישומים רפואיים לובשים גם צורה של מכשירי חשמל ביתיים המתוכננים לשפר את איכות החיים עבור אלה המעוניינים לשמור על ניידות ועצמאות, הודות לגישות של הזדקנות-במקום-המגורים למרות בעיות רפואיות.

איור 1‏: רובוטים רפואיים לובשים צורות שונות. חלקם פשוט מהווים אוטומציה של משימות העלולות להיות מייגעות או נוטות להגביר את הסיכון לטעות אנוש. (מקור התמונה: Getty Images‏)

למרות שזה מחוץ למוקד מאמר זה, ראוי לציין שחלק מתכני הרובוטיקה מאמצים רבים מהחידושים הטכנולוגיים באבטחת הבית (כולל מערכות וידאו) וניטור אנרגיה HVAC לשימוש ביתי עבור רובוטיקה מסייעת-לבריאות המרחיבה את האינטרנט של דברים (IoT), אוטומציה ביתית ואת יכולת תפעוליות-בינית (Interoperability) של המערכת. לדוגמה, כמה מטכנולוגיות IoT הבסיסיות משמשות כעת כדי לעזור לאלו שבחרו בהזדקנות-במקום-המגורים לעמוד בתזמון (לעיתים מסובך) של מינון תרופות.

סוג אחר המתפתח במהירות של רובוטיקה רפואית - זה של אקסו-סקלטון - מייצג את ההתכנסות של תותבות, אורתוטיקה והתקנים לבישים כדי לעזור לקשישים, כמו גם לצוותי מחסנים ומפעלים אחרים, במטרה למנוע פציעה במהלך משימות ידניות הדורשות מאמץ. רבות מהטכנולוגיות כאן שואבות מחידושים שנעשו לראשונה עבור יישומים צבאיים. כמעט כולן כוללות חיבוריות IoT ומערך חיישנים עבור משוב.

איור 2: נגדי חישת כוח סדרת FSR 400 הם התקני פילם-עבה פולימר חסונים המציגים ירידה בהתנגדות ככל שהכוח המופעל עולה. הרגישות מתאימה לשימוש בממשקי אדם-מכונה, מערכות רפואיות ורובוטיקה. (מקור התמונה: Interlink Electronics‏)

שוק דינמי הערוך לצמיחה

בבתי חולים ובמתקנים רפואיים אחרים, הרובוטיקה:

• משפרת את עקביות התוצאות של הליכים עדינים - כמו בהליכים כירורגיים זעיר-פולשניים (MIS‏) וניתוחים אחרים בסיוע-רובוט
• ביצוע משימות שגרתיות בפרקי-זמן ארוכים מהמקובל על-ידי הצוות הרפואי - כמו ב-AGV המעבירים מצעים וסוגי כביסה אחרים במתקנים רחבי-ידיים
• סיוע בעבודות שאינן בטוחות עבור המטפלים - כמו הרמת מטופלים ומיטות רובוטיות כדי לעזור לנעדרי יכולת תנועה לעבור ממיטה לכיסא או להיפך
• השלמה למערכות אוטומטיות המשתמשות במעקב אחר נתונים. צפו במצגת הווידאו המקוונת כיצד להשתמש ב-RFID כדי להגביר את בטיחות המטופל ולהגן על ההכנסות לפרטים נוספים בנושא זה
• איסוף ואספקה עצמאית של תרופות כמו גם דגימות מעבדה (מינוף נתוני מטופלים מאובטחים)

התקדמות כזו יכולה להרחיב את היכולות של אחיות, רופאים וניקיון בתי חולים יחד עם צוות התחזוקה. הם גם מציגים הזדמנויות לתכנת מראש משימות צפויות וחוזרות, כמו גם למנף מידע ממערכות בתי חולים שונות - כדי לשפר באופן מתמיד את הטיפול בחולים ולתמוך במאמצי המחקר הרפואי.

איור 3: מנועי DC‏ ללא-מברשות (BLDC‏) או עם קומוטציה אלקטרונית משמשים בכמה מהרובוטים הרפואיים כדי לסייע באימון-מחדש ולאפשר תנועות זרוע וידיים אצל מטופלים עם ליקויי תנועה בזרוע. הסיבה לכך היא שמנועים אלה הם קומפקטיים ויעילים במיוחד. (מקור התמונה: Portescap‏)

רובוטיקה כירורגית ממשיכה להוביל את האוטומציה המוגברת של התחום הרפואי - בסיוע למנתחים כבעבר ולמינוף הולך וגובר של היתרונות של בינה מלאכותית ולמידת מכונה. דו"ח של Fortune Business Insights צופה ששוק הרובוטים הניתוחיים יגיע לכמעט 6.8 מיליארד דולר עד 2026; אין זה פלא, שכן מערכות עם סיוע-מחשב מוכחות היטב כמסייעות למנתחים לשפר את התוצאות עבור המטופלים הודות לתמונות מוגדלות ולתנועות אפקטור-קצה מדויקות שאינן סובלות מעייפות, רעידות או הסחות-דעת.

איור 4: משפחת סדרת-ND‏ מרחיבה את טמפרטורת הפעולה מ-20°C- עד 85°C+ בעוד שלחיישני הלחץ יש תחום דינמי רחב המשרת את העבודה של חצי תריסר חיישנים בעלי תכן מסורתי יותר. ליתר דיוק, רכיבים אלה כוללים אלקטרוניקה משולבת, אלמנטים פייזו-התנגדותיים מתקדמים, ADC, DSP וממשק דיגיטלי כדי לעקוב אחר לחצים מ-0.25 אינץ' O‏_2‏H‏ עד psi‏ 5‏ לשימוש בתכנים שונים - כולל ציוד אוטומטי לניתוחי עיניים ורכבים אוטונומיים. (מקור התמונה: .Superior Sensor Technology Inc‏)

שיקולי תכנון אחרים עבור רובוטיים רפואיים

תכני רובוטיים רפואיים הטובים ביותר מדווחים על ידי צוותי בתי-חולים מנוסים כמו גם אנשי מקצוע ומטפלים אחרים ברפואה. מידע זה והבנה מעמיקה של האנטומיה האנושית יכולים לעזור למתכנני רובוטים לספק תכנים בעלי דיוק ויכולת תמרון מספיקים, בין אם עבור הובלת אובייקטים, טיפולים, אספקת תרופות או ניתוחים. כאשר רובוטים רפואיים מסתמכים על מערכות IoT עבור מידע בזמן-אמת, התאימות שלהם לרשתות בתי חולים קיימות היא המפתח.

איור 5: רכיבים כגון Load Cell‏ מתיחה מבטיחים שמעליות מטופלים פועלות כהלכה ובמסגרת מפרטי התכנון. (מקור התמונה: Loadstar Sensors‏)

הדרישות מספקי רובוטיים רפואיים

מהנדסי רובוטים רפואיים, מפתחי תוכנה וספקים חייבים להיות בעלי ידע נרחב על הפרקטיקות הטובות ביותר הקשורות לטיפול או להליך שאליו מוסיפים הנעה או הופכים לאוטומטי. נדרשת גם הבנה חדה של הדרישות העסקיות הבסיסיות וגישות מונטיזציה ברות-מימוש עבור התעשייה.

כל המערכות הקשורות לשמירה של המידע על המטופלים דורשות ניהול נתונים מאובטח. זה חל הן על נתונים סדורים (כפי שמוחזקים בבסיסי נתונים) והן על נתונים לא-סדורים במערכות שמירת טקסטים. יכולות אינטגרציה וניתוח מצוינות של הרשת הן הליבה להצדקת מאמצי התכנון הנוספים של ניהול נתונים עם התנהגות מערכת פרדיקטיבית ואדפטיבית.

שיקולים של נתוני רובוטיים רפואיים

לפני אימוץ בקנה מידה מלא, יש להעריך את הרובוטים הרפואיים לגבי האופן שבו הם משפיעים על בטיחות המטופלים, נוחות הטיפול והתוצאות. יש ללמוד את התוצאות של מימושים קודמים כדי לכמת שיפורים בהחלמה של מטופלים והפחתת העלויות. יש להעריך תוכניות של רובוטים רפואיים גם לגבי האופן שבו הן משחררות את צוות בית החולים הקיים כדי להתמקד יותר בטיפול בחולים - בין אם באופן אישי ובין אם מרחוק. היכן שהרובוטים תומכים במשימות הליבה של מערכות בתי החולים הקשורות לטיפול איכותי, שביעות רצון של המטופלים והיעילות, מנהלי בתי החולים צריכים להיות מעורבים בהעברת היתרונות הללו לצוות ולקהילה המקומית.

הכשרת הצוות בפונקציות של רובוטיים רפואיים

ארגוני בריאות המאמצים רובוטים רפואיים צריכים להבטיח שהטכנולוגיות יתאימו היטב למומחיות המטפלים; עבור כל צוות בית החולים שיתממשק עם הרובוטיקה החדשה, יש ליישם תוכניות הכשרה מראש ובהמשך. כאן, תקנים של הכשרה סטנדרטית עלולים להיות חסרים - ולכן ארגונים צריכים לחפש שותפים שימליצו ויעצבו מודולי הכשרה לפי הצורך. בנוסף להכשרה כיצד להפעיל ולתחזק את הרובוטיקה בצורה בטוחה (כאשר רלוונטי), הוראה כזו צריכה לכלול גם נהלים לתיעוד ביטוח וחיובים - ולהשלים אותם עם מדריכים נגישים ומודולי רענון דיגיטליים עבור צוות בית החולים.

נתונים לתמיכה בפעולות מחוברות

נראות נתונים ובינה מלאכותית יכולים לייעל את בקרת הציוד גם תוך כדי הקניית תובנה עמוקה לגבי נהלים רובוטיים שונים. לאחר מכן, חיבוריות ציוד בין רשתות יכולה לאפשר לבתי חולים לנתח נתונים כדי להעריך את יעילותן של תוכניות הרובוטיקה ... וזה שימושי במיוחד כאשר מערכות בתי חולים שואפות להרחיב תוכנית רובוטיקה נתונה.

איור 6: מוצרי USB-לטורי ורשת-לטורי יכולים לספק את הממשקים בין רובוטיקה רפואית לבין וציוד שלא תוכנן מלכתחילה עבור חיבוריות. פתרונות חיבוריות נתונים יכולים גם לנטר סביבות שחייבות להיות תחת בקרה הדוקה - ולשמור על רובוטיקה ניידת מחוברת בצורה מאובטחת ומהימנה. (מקור התמונה: Digi‏)

נתונים עבור עמידה בדרישות הרגולטוריות

מערכות ניהול נתונים מגובשות יכולות לסייע לרשתות בתי חולים במספר אתרים וכן לבתי חולים, מרפאות ומרכזי ניתוחים עצמאיים לאמת בצורה יעילה יותר את שביעות הרצון מהרגולציה הממשלתית והתעשייה. אתרים המשתמשים ברובוטיקה רפואית נוטים יותר לקיים רשתות מאוחדות, או לפחות גישות סטנדרטיות לחיבור מערכות נפרדות. התוספת של ציוד רובוטי למשימות קריטיות מרוויחה גם מהאופן שבו לרוב מתקני הבריאות ישנן כבר מערכות הספקת-כוח ותגובה-מהירה עם מערכות גיבוי נתונים.

איור 7: שנאי בידוד בדירוג-רפואי תומכים בפעולה ללא תקלות של רובוטים וציוד אחר עם סינון רעשים רצוף ובידוד של 100% מכניסת ה-AC‏. רישום דירוג-רפואי UL 60601-1‏ עם שקעים ותקעים בדירוג-בית-חולים הופכים את השנאים למתאימים עבור הגנה על ציוד אלקטרוני באזורי טיפול בחולים. (מקור התמונה: Tripp Lite‏)

כמובן, רובוטיקה רפואית דורשת אבטחה פיזית ואבטחת סייבר מחמירים. זה מצריך לעתים גישה מוגבלת ומפוקחת למפעילים רובוטיים, בקרים, רשתות ואחסון נתונים. הציות לתקנות התעשייה, הספקים והממשלה חייב להיות מספק ומתועד בקפדנות.

סיכום

בארה"ב, אימוץ הרובוטיקה של תעשיית הרפואה נמשך ללא הפוגה בעשור האחרון. השקעות אלה יימשכו ככל הנראה כאשר אוכלוסיה מזדקנת מסתמכת ביתר שאת על התעשייה - אפילו כאשר תקציבי בתי החולים בפריסה ארצית עומדים בפני אתגרים רציניים. אחרי הכול, רובוטיקה יכולה להציע חיסכון תפעולי לטווח ארוך עבור פונקציות בריאות שגרתיות רבות ... שלא לדבר על האפשרויות המתקדמות ביותר לניתוחים וטיפולים אחרים שהם המדויקים ביותר והכי פחות פולשניים.

הסייגים כאן הם שאימוץ הרובוטיקה מצריך מיפוי ברור של הצורך בבתי החולים ופתרונות רובוטיקה מתאימים; עמידה בדרישות רגולטוריות מחמירות במיוחד; וספקי ציוד רפואי המסוגלים לתמוך בתכנון ארוך-טווח. לפחות עבור רוב מערכות בתי החולים הגדולים יותר, תוכניות רובוטיקה דורשות גם קשרים ייעודיים עם מומחיות באוטומציה כדי לתאם מאמצי השיפורים המתמידים.

בסופו של דבר, יש להעריך ביסודיות את היצע הרובוטים הרפואיים דרך המשקפיים של בטיחות ונוחות המטופלים, כמו גם היעילות והאפקטיביות של ההליך או הטיפול.