หุ่นยนต์ทางการแพทย์ที่ดีที่สุดสะท้อนให้เห็นถึงข้อมูลของผู้ให้การดูแล

ความนิยม (และการยอมรับในอุตสาหกรรม) หุ่นยนต์ พุ่งทะยาน ตั้งแต่ การระบาดใหญ่ของโรคโควิด 19 และปัญหาการขาดแคลนแรงงานฝีมือทั้งหมดเป็นต้นมา ปัจจุบัน หุ่นยนต์มีศักยภาพเป็นพิเศษสำหรับการใช้งานทางการแพทย์ทุกประเภท การออกแบบที่ตอบสนองการใช้งานเหล่านี้อยู่ในรูปแบบของยานยนต์ภาคพื้นดินอัตโนมัติระดับมืออาชีพ (AGV) สถานีทดสอบอัตโนมัติ และระบบสนับสนุนผู้ป่วย เพื่อเสริมการทำงานของหุ่นยนต์ผ่าตัดที่ซับซ้อนที่สุดในโรงพยาบาลและสถานพยาบาลอื่น ๆ การออกแบบหุ่นยนต์เพื่อตอบสนองการใช้งานทางการแพทย์ยังถูกนำไปใช้ในรูปแบบของเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงคุณภาพชีวิตสำหรับผู้ที่ต้องการรักษาความคล่องตัวและความเป็นอิสระผ่านวิธีการเปลี่ยนอายุแม้ว่าจะมีปัญหาทางการแพทย์ก็ตาม

รูปที่ 1: หุ่นยนต์ทางการแพทย์มีหลายรูปแบบ บางงานทำงานโดยอัตโนมัติซึ่งอาจน่าเบื่อหรือมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความเสี่ยงของข้อผิดพลาดของมนุษย์ (แหล่งที่มาของภาพ: Getty Images)

แม้ว่านอกเหนือจากจุดเน้นของบทความนี้ ก็ควรสังเกตว่าการออกแบบหุ่นยนต์บางตัวกำลังปรับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีหลายอย่างในการรักษาความปลอดภัยภายในบ้าน (รวมถึงระบบวิดีโอ) และการตรวจสอบพลังงาน HVAC สำหรับใช้ในครัวเรือนสำหรับหุ่นยนต์ช่วยเหลือด้านสุขภาพที่ขยาย Internet of Things (IoT) ระบบอัตโนมัติภายในบ้าน และการทำงานร่วมกันของระบบ ตัวอย่างเช่น ปัจจุบันมีการใช้เทคโนโลยี IoT บางอย่างเพื่อช่วยให้ผู้สูงวัยสามารถปฏิบัติตามตารางการใช้ยา (ซึ่งมีความซับซ้อนในบางครั้ง) ได้

หุ่นยนต์ทางการแพทย์อีกประเภทหนึ่งที่กำลังเติบโตขึ้น ซึ่งก็คือ exoskeletons ซึ่งได้กลายมาเป็นตัวแทนของการบรรจบกันของขาเทียม กายอุปกรณ์ และอุปกรณ์สวมใส่เพื่อช่วยเหลือผู้สูงอายุ เช่นเดียวกับคลังสินค้าและ บุคลากรโรงงาน อื่น ๆ มีจุดมุ่งหมายเพื่อหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บระหว่างการทำงานที่ต้องใช้แรงคนมาก เทคโนโลยีหลายอย่างที่นี่ยืมมาจากนวัตกรรมที่เริ่มใช้งานทางทหารเป็นครั้งแรก เกือบทั้งหมดรวมถึงการเชื่อมต่อ IoT และ อาร์เรย์เซ็นเซอร์ สำหรับฟีดแบค

รูปที่ 2: FSR 400 ซีรีส์ ตัวต้านทานการตรวจจับแรงแบบโซนเดียวเป็นอุปกรณ์ฟิล์มหนาโพลิเมอร์ที่ทนทานซึ่งแสดงความต้านทานที่ลดลงเมื่อแรงที่ใช้เพิ่มขึ้น ความไวแสงเหมาะสำหรับการใช้งานในส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร ระบบการแพทย์ และหุ่นยนต์ (ที่มาของภาพ: Interlink Electronics)

ตลาดแบบไดนามิกพร้อมที่จะเติบโต

ในโรงพยาบาลและสถานพยาบาลอื่น ๆ หุ่นยนต์:

• ปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำของขั้นตอนที่ละเอียดอ่อน เช่น การผ่าตัดแบบบุกรุกน้อยที่สุด (MIS) และการผ่าตัดโดยใช้หุ่นยนต์ช่วยอื่น ๆ
• ปฏิบัติงานทางโลกเป็นเวลานานเกินกว่าที่เจ้าหน้าที่ทางการแพทย์จะรับได้ เช่นใน AGV ที่ขนส่งเครื่องนอนและซักรีดอื่น ๆ รอบสิ่งอำนวยความสะดวกที่เพิ่มสาขาออกไป
• ช่วยเหลืองานที่ไม่ปลอดภัยสำหรับผู้ดูแล เช่น ในลิฟต์ผู้ป่วยและเตียงหุ่นยนต์เพื่อช่วยเคลื่อนย้ายจากเตียงหนึ่งไปยังอีกเก้าอี้หนึ่งหรือในทางกลับกัน
• เสริมระบบอัตโนมัติที่ใช้การติดตามข้อมูล ดูการนำเสนอวิดีโอออนไลน์ วิธีใช้ RFID เพื่อเพิ่มความปลอดภัยของผู้ป่วยและปกป้องรายได้ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้
• รวบรวมและจัดส่งยาอย่างอิสระรวมถึงสิ่งส่งตรวจในห้องปฏิบัติการ (ใช้ประโยชน์จากข้อมูลผู้ป่วยที่ปลอดภัย)

ความก้าวหน้าดังกล่าวสามารถขยายขีดความสามารถของพยาบาล แพทย์ และเจ้าหน้าที่ทำความสะอาดในโรงพยาบาลพร้อมกับเจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง พวกเขายังเสนอโอกาสในการตั้งโปรแกรมงานที่คาดเดาได้และทำซ้ำได้ล่วงหน้า ตลอดจนใช้ประโยชน์จากข้อมูลจากระบบต่างๆ ของโรงพยาบาล เพื่อปรับปรุงการดูแลผู้ป่วยอย่างต่อเนื่องและสนับสนุนความพยายามในการวิจัยทางการแพทย์

รูปที่ 3: การสับเปลี่ยนทางอิเล็กทรอนิกส์หรือ มอเตอร์ DC แบบไร้แปรงถ่าน (BLDC) ถูกนำมาใช้ในหุ่นยนต์ทางการแพทย์บางตัวเพื่อช่วยฝึกใหม่และปรับสภาพการเคลื่อนไหวของแขนและมือในผู้ป่วยที่มีความบกพร่องทางการเคลื่อนไหวแขน นั่นเป็นเพราะมอเตอร์ดังกล่าวมีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษ (รูปภาพของ: Portescap)

หุ่นยนต์ผ่าตัดยังคงเป็นผู้นำด้านระบบอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้นในด้านการแพทย์ เพื่อช่วยเหลือศัลยแพทย์เช่นในอดีต และใช้ประโยชน์จากปัญญาประดิษฐ์และการเรียนรู้ของเครื่องมากขึ้นเรื่อย ๆ รายงานโดย ข้อมูลเชิงลึกทางธุรกิจของฟอร์จูน คาดการณ์ว่าตลาดหุ่นยนต์ผ่าตัดจะสูงถึงเกือบ 6.8 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2569 ไม่น่าแปลกใจที่ระบบคอมพิวเตอร์ช่วยได้รับการพิสูจน์อย่างดีแล้วว่าช่วยให้ศัลยแพทย์ปรับปรุงผลลัพธ์ของผู้ป่วยด้วยภาพขยายและการเคลื่อนไหวของเครื่องกระตุ้นปลายประสาทที่แม่นยำ โดยปราศจากความเมื่อยล้า การสั่น หรือการเสียสมาธิ

รูปที่ 4: ตระกูล ND-ซีรีส์ ขยายช่วงอุณหภูมิการทำงานจาก -20°C ถึง +85°C ในขณะที่เซ็นเซอร์ความดันมีไดนามิกกว้างเพื่อรองรับงานของเซ็นเซอร์ครึ่งโหลที่มีการออกแบบแบบดั้งเดิมมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนประกอบเหล่านี้ประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในตัว องค์ประกอบแบบ piezoresistive ขั้นสูง ADC, DSP และอินเทอร์เฟซดิจิทัลเพื่อติดตามแรงกดตั้งแต่ 0.25 นิ้ว H₂O ถึง 5 psi สำหรับใช้ในการออกแบบต่าง ๆ รวมถึงอุปกรณ์ผ่าตัดตาอัตโนมัติและยานพาหนะอัตโนมัติ (รูปภาพของ: ซSuperior Sensor Technology Inc.)

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบหุ่นยนต์ทางการแพทย์อื่น ๆ

การออกแบบหุ่นยนต์ทางการแพทย์ที่ดีที่สุดได้รับการแจ้งโดยบุคลากรของโรงพยาบาลที่มีประสบการณ์ ตลอดจนผู้เชี่ยวชาญทางการแพทย์และผู้ดูแลอื่น ๆ การป้อนข้อมูลและความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับกายวิภาคของมนุษย์สามารถช่วยนักออกแบบหุ่นยนต์ในการออกแบบให้มีความแม่นยำและความคล่องแคล่วเพียงพอ ไม่ว่าจะเป็นการขนส่งสินค้า การดูแล การส่งมอบยา หรือการผ่าตัด เมื่อหุ่นยนต์ทางการแพทย์พึ่งพาระบบข้อมูล IoT สำหรับข้อมูลเรียลไทม์ ความเข้ากันได้กับเครือข่ายโรงพยาบาลที่มีอยู่คือกุญแจสำคัญ

รูปที่ 5: ส่วนประกอบต่าง ๆ เช่น โหลดเซลล์แรงดึง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าลิฟต์ผู้ป่วยทำงานอย่างถูกต้องและเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ (รูปภาพของ: เซ็นเซอร์ Loadstar)

ข้อกำหนดซัพพลายเออร์หุ่นยนต์ทางการแพทย์

วิศวกรหุ่นยนต์ทางการแพทย์ นักพัฒนาซอฟต์แวร์ และซัพพลายเออร์ต้องมีความรู้อย่างครอบคลุมเกี่ยวกับแนวปฏิบัติที่ดีที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการรักษาหรือขั้นตอนที่ใช้มอเตอร์หรืออัตโนมัติ สิ่งที่จำเป็นต้องมีคือความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับข้อกำหนดทางธุรกิจพื้นฐานและแนวทางการสร้างรายได้ที่เป็นไปได้สำหรับอุตสาหกรรม

ระบบใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเก็บรักษาข้อมูลของผู้ป่วยจำเป็นต้องมีการจัดการข้อมูลที่ปลอดภัย ซึ่งใช้กับทั้งข้อมูลที่มีโครงสร้าง (ตามที่อยู่ในฐานข้อมูล) และข้อมูลที่ไม่มีโครงสร้างในระบบการรักษาข้อความ การรวมเครือข่ายที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการวิเคราะห์เป็นแกนหลักในการพิสูจน์ความพยายามในการออกแบบการจัดการข้อมูลพิเศษด้วยพฤติกรรมของระบบที่คาดการณ์และปรับเปลี่ยนได้

การพิจารณาข้อมูลหุ่นยนต์ทางการแพทย์

ก่อนนำไปใช้อย่างเต็มรูปแบบ หุ่นยนต์ทางการแพทย์ควรได้รับการประเมินว่ามีผลกระทบต่อความปลอดภัยของผู้ป่วย ความสะดวกสบายในการรักษา และผลลัพธ์อย่างไร ควรศึกษาผลลัพธ์จากการใช้งานก่อนหน้านี้เพื่อหาปริมาณการปรับปรุงการฟื้นตัวของผู้ป่วยและการลดต้นทุน นอกจากนี้ ควรมีการประเมินโปรแกรมหุ่นยนต์ทางการแพทย์ด้วยว่าช่วยให้เจ้าหน้าที่ของโรงพยาบาลที่มีอยู่สามารถให้ความสำคัญกับการดูแลผู้ป่วยมากขึ้นได้อย่างไร ไม่ว่าจะเป็นแบบตัวต่อตัวหรือแบบระยะไกล ในกรณีที่หุ่นยนต์พิสูจน์ได้ว่าสนับสนุนภารกิจหลักของระบบโรงพยาบาลที่เกี่ยวข้องกับการดูแลที่มีคุณภาพ ความพึงพอใจของผู้ป่วย และประสิทธิภาพ ผู้บริหารโรงพยาบาลควรมีส่วนร่วมในการสื่อสารผลประโยชน์เหล่านั้นกับเจ้าหน้าที่และชุมชนท้องถิ่น

ฝึกอบรมพนักงานเกี่ยวกับการทำงานของหุ่นยนต์ทางการแพทย์

องค์กรด้านการดูแลสุขภาพที่ใช้หุ่นยนต์ทางการแพทย์ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าเทคโนโลยีนั้นสอดคล้องกับความเชี่ยวชาญของผู้ดูแล สำหรับเจ้าหน้าที่ของโรงพยาบาลทุกคนที่จะเชื่อมต่อกับหุ่นยนต์ใหม่ ควรใช้โปรแกรมการฝึกอบรมล่วงหน้าและต่อเนื่อง ที่นี่อาจขาดมาตรฐานการฝึกอบรมมาตรฐาน ดังนั้นองค์กรควรหาพันธมิตรเพื่อแนะนำและสร้างโมดูลการฝึกอบรมตามความจำเป็น นอกเหนือจากการฝึกอบรมเกี่ยวกับวิธีการใช้งานและบำรุงรักษาหุ่นยนต์อย่างปลอดภัย (ถ้ามี) คำแนะนำดังกล่าวควรรวมถึงขั้นตอนสำหรับเอกสารการประกันภัยและการเรียกเก็บเงิน เสริมด้วยคู่มือที่เข้าถึงได้ง่ายและโมดูลทบทวนดิจิทัลสำหรับเจ้าหน้าที่โรงพยาบาล

ข้อมูลเพื่อรองรับการทำงานที่เชื่อมต่อกัน

การมองเห็นข้อมูลและ AI สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมอุปกรณ์ได้แม้ในขณะที่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับขั้นตอนต่าง ๆ ที่ใช้หุ่นยนต์ จากนั้นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ข้ามเครือข่ายจะช่วยให้โรงพยาบาลวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อประเมินประสิทธิภาพของโปรแกรมหุ่นยนต์ … ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งในกรณีที่ระบบของโรงพยาบาลตั้งเป้าที่จะปรับขนาดโปรแกรมหุ่นยนต์ที่กำหนด

รูปที่ 6:USB-to-serial และ network-to-serial ผลิตภัณฑ์สามารถให้อินเทอร์เฟซระหว่างหุ่นยนต์ทางการแพทย์และอุปกรณ์ที่ไม่ได้ออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อได้ โซลูชันการเชื่อมต่อข้อมูลยังสามารถตรวจสอบสภาพแวดล้อมที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวดและทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่เชื่อมต่อได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้ (รูปภาพของ: Digi)

ข้อมูลเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

ระบบการจัดการข้อมูลที่สอดคล้องกันสามารถช่วยให้เครือข่ายโรงพยาบาลหลายแห่ง ตลอดจนโรงพยาบาล คลินิก และศูนย์ศัลยกรรมแบบสแตนด์อโลน ตรวจสอบความพึงพอใจตามกฎระเบียบของรัฐบาลและอุตสาหกรรมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไซต์ที่ใช้หุ่นยนต์ทางการแพทย์มีแนวโน้มที่จะมีเครือข่ายที่เป็นหนึ่งเดียวในสถานที่ หรืออย่างน้อยก็มีแนวทางมาตรฐานในการเชื่อมต่อระบบที่แยกจากกัน การเพิ่มอุปกรณ์หุ่นยนต์สำหรับงานที่สำคัญยังได้รับประโยชน์จากวิธีการที่สถานพยาบาลส่วนใหญ่มีระบบพลังงานตอบสนองที่รวดเร็วและระบบสำรองข้อมูลอยู่แล้ว

รูปที่ 7: หม้อแปลงแยก เกรดทางการแพทย์ รองรับการทำงานของหุ่นยนต์และอุปกรณ์อื่น ๆ โดยปราศจากปัญหาด้วยการกรองสัญญาณรบกวนอย่างต่อเนื่องและการแยกออกจากอินพุต ac 100% รายการอุปกรณ์ในระดับเกรดทางการแพทย์ UL 60601-1 พร้อมปลั๊กและเต้ารับเกรดโรงพยาบาลทำให้หม้อแปลงเหมาะสำหรับปกป้องอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ดูแลผู้ป่วย (รูปภาพของ: Tripp Lite)

แน่นอน หุ่นยนต์ทางการแพทย์ต้องการความปลอดภัยทางกายภาพและความปลอดภัยในโลกไซเบอร์ที่เข้มงวด สิ่งนี้มักจำเป็นต้องจำกัดและตรวจสอบการเข้าถึงของแอคชูเอเตอร์ ตัวควบคุม เครือข่าย และการจัดเก็บข้อมูลของหุ่นยนต์อย่างเข้มงวด การปฏิบัติตามกฎระเบียบของอุตสาหกรรม ซัพพลายเออร์ และรัฐบาลจะต้องได้รับการปฏิบัติตามและจัดทำเป็นเอกสารอย่างเคร่งครัด

สรุป

ในสหรัฐอเมริกาการนำหุ่นยนต์มาใช้ในอุตสาหกรรมการแพทย์ยังไม่ลดลงในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา การลงทุนเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะดำเนินต่อไปเนื่องจากประชากรสูงอายุต้องพึ่งพาอุตสาหกรรมนี้มากขึ้น แม้ว่างบประมาณของโรงพยาบาลทั่วประเทศจะเผชิญกับความท้าทายที่ร้ายแรงก็ตาม ท้ายที่สุด วิทยาการหุ่นยนต์สามารถช่วยประหยัดการดำเนินงานในระยะยาวสำหรับฟังก์ชันด้านการดูแลสุขภาพที่ทำเป็นประจำได้มากมาย … ไม่ต้องพูดถึงตัวเลือกที่ทันสมัยที่สุดสำหรับการผ่าตัดและการรักษาอื่น ๆ ที่มีความแม่นยำสูงสุดและมีการบุกรุกน้อยที่สุด

ข้อแม้ในที่นี้คือการนำหุ่นยนต์มาใช้ต้องมีแผนที่ชัดเจนสำหรับความต้องการของโรงพยาบาลและโซลูชั่นหุ่นยนต์ที่เหมาะสม เป็นไปตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เข้มงวดเป็นพิเศษ และการจัดหาจากซัพพลายเออร์ทางการแพทย์ที่สามารถรองรับการออกแบบในระยะยาว อย่างน้อยสำหรับระบบโรงพยาบาลขนาดใหญ่ส่วนใหญ่ โปรแกรมหุ่นยนต์ยังต้องการผู้ประสานงานที่มีความเชี่ยวชาญด้านระบบอัตโนมัติโดยเฉพาะเพื่อประสานความพยายามในการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง

ท้ายที่สุด ข้อเสนอด้านหุ่นยนต์ทางการแพทย์ควรได้รับการประเมินอย่างละเอียดผ่านเลนส์ของความปลอดภัยและความสะดวกสบายของผู้ป่วย ตลอดจนประสิทธิภาพและประสิทธิผลของขั้นตอนหรือการรักษา