Экспериментальный хирургический робот направляется на Международную космическую станцию

В ближайшем будущем НАСА и другие космические агентства впервые за более чем пятьдесят лет отправят астронавтов за пределы низкой околоземной орбиты (НОО).

Но в отличие от эпохи Аполлона, эти миссии будут состоять из астронавтов, проводящих длительные периоды на Луне и путешествующих на Марс и обратно (с несколькими месяцами наземных операций между ними).

Помимо этого, есть также запланированная коммерциализация НОО и окололунного пространства, что означает миллионы людей могли бы жить на борту космических сред обитания и наземных поселений далеко за пределами Земли.

Это создает множество проблем, в том числе вероятность того, что у больных и раненых не будет лицензированных практикующих врачей для выполнения операций, потенциально спасающих жизнь.

Чтобы решить эту проблему, профессор Шейн Фарритор и его коллеги из Инновационного кампуса штата Небраска (NIC) Университета Небраски-Линкольна (UNL) разработали миниатюрного робота-помощника In-vivo (MIRA).

В 2024 году эта портативная миниатюрная роботизированная хирургия ( RAS) будет отправлен на Международную космическую станцию ​​(МКС) для испытательной миссии, чтобы оценить ее способность выполнять медицинские процедуры в космосе.

Фарритор — профессор инженерии Дэвида и Нэнси Ледерер в Университете Небраска, изучавший робототехнику в Массачусетском технологическом институте. В рамках своих исследований он работал с Космическим центром имени Кеннеди НАСА, Центром космических полетов имени Годдарда и Лабораторией реактивного движения в поддержку программы NASA Mars Exploration Rover (MER).

Это заключалось в оказании помощи в проектировании и сборка марсоходов Curiosity и Perseverance, определение планирования их движения и изобретение процесса, в котором солнечные детекторы марсохода используются для определения направления его движения.

В 2006 году он и Дмитрий Олейников — бывший Медицинский центр Университета Небраски (UNMC ) профессор хирургии — основал стартап Virtual Incision на базе NIC.

В апреле 2022 года компания Farritor была названа первым победителем Премии факультета в области интеллектуальной собственности за инновации и коммерциализацию, присуждаемой Университетом Небраски за интеллектуальной собственности.

В течение почти 20 лет Фарритор, Олейников и их коллеги разработка роботизированного хирургического комплекса MIRA, который привлек более 100 миллионов долларов венчурного капитала.

Недавно НАСА предоставило компании Virtual Incision грант в размере 100 000 долларов США в рамках установленной Министерством энергетики США программы стимулирования конкурентных исследований ( EPSCoR), чтобы помочь инженерам и робототехникам в NIC подготовить его к испытаниям на борту МКС.

По сравнению с обычными роботизированными хирургическими комплексами MIRA предлагает два преимущества. Во-первых, его инструменты можно вводить через небольшие разрезы, что позволяет врачам выполнять минимально инвазивные операции (такие как абдоминальная хирургия и резекция толстой кишки).

Во-вторых, технология может позволить телемедицину, когда хирурги могут проводить операции удаленно и оказывать услуги в местах, удаленных от медицинского учреждения. На Земле эта технология уже позволяет врачам оказывать помощь людям в отдаленных местах, где услуги недоступны.

Однако технология MIRA имеет дополнительное преимущество, заключающееся в автономном выполнении операций, что означает, что астронавты, работающие на Луне и Марс мог бы получать медицинскую помощь без помощи человека-хирурга.

Сказал Джон Мерфи, генеральный директор Virtual Incision, в недавнем пресс-релизе компании:

«Платформа Virtual Incision MIRA была предназначен для обеспечения мощности мэйнфрейма роботизированного хирургического устройства в миниатюрном размере, с целью сделать РАС доступной в любой операционной на планете.

«Работа с НАСА на борту космической станции проверит как MIRA может сделать хирургию доступной даже в самых отдаленных местах».

В течение следующего года Farritor будет работать со студенткой-инженером Рэйчел Вагнер, чтобы подготовить MIRA к операциям на борту МКС. Вагнер начал работать с Farritor как студентка бакалавриата и заняла должность ion с Virtual Incision в 2018 году после получения степени бакалавра в области машиностроения.

Это будет состоять из написания программного обеспечения, настройки MIRA для помещения в шкафчик для экспериментов и тестирования устройства, чтобы убедиться, что оно достаточно прочное, чтобы выжить. будет запущен на борту ракеты и будет функционировать по мере необходимости в космосе.

В августе 2021 года MIRA успешно провела свою первую дистанционную операцию в рамках клинического исследования в рамках исключения для исследовательского устройства (IDE) от США. Управление по лекарственным средствам (FDA).

Процедура, выполненная доктором Майклом А. Джобстом в Медицинском центре Брайана в Линкольне, штат Небраска, состояла из правосторонней гемиколэктомии (удаление половины толстой кишки). и было выполнено с помощью одного разреза внутри пупка.

Д-р Джобст сказал: «Платформа MIRA — это настоящий прорыв в общей хирургии, и мне очень приятно быть первым хирургом в мире, который использовать систему.

«Процедура прошла гладко, и пациент выздоравливает. Я рад принять участие в первых шагах к расширению доступа к роботизированной хирургии, которая имеет очевидные преимущества для пациентов».

В другом эксперименте бывший астронавт Клейтон Андерсон (астронавт НАСА в отставке) управлял MIRA из Космического центра Джонсона, направляя его для выполнения задач, подобных хирургическим, в операционной в Медицинском центре Университета Небраски, расположенном в 1450 километрах (900 миль) от него.

Во время предстоящих испытаний на борту ISS, MIRA будут работать автономно без помощи контроллера.Ради этого теста робот будет перерезать туго натянутые резинки (имитируя кожу) и проталкивать металлические кольца по проволоке (имитируя деликатные операции).

«Эти симуляции очень важны из-за всех данных, которые мы будем собирать во время испытаний», — сказал Вагнер в выпуске новостей штата Небраска.

Это испытание будет самой автономной операцией робота на данный момент. который предназначен для сохранения пропускной способности связи космической станции и свести к минимуму время, которое астронавты тратят на эксперимент.

Однако цель этой миссии не в том, чтобы продемонстрировать автономию робота (которая все еще ограничена), а в том, чтобы отрегулировать работу робота в условиях невесомости. Эти эксперименты помогут проверить технологию для будущих длительных миссий на НОО и за его пределами.

Как сказал Фарритор: «У НАСА амбициозные планы по длительным космическим путешествиям, и важно проверить возможности технологии. это может быть полезно во время миссий, измеряемых месяцами и годами.

«MIRA продолжает раздвигать границы возможного в УЗВ, и мы довольны ее эффективностью во время клинических испытаний. Мы рады сделать еще один шаг вперед и помочь определить, что станет возможным в будущем, поскольку космические путешествия становятся все более реальностью для человечества».

По мере того как люди путешествуют все дальше и дальше от Земли, они должны быть максимально самодостаточными. На Луне, Марсе и других местах в глубоком космосе миссии по пополнению запасов нецелесообразны, равно как и доставка врачей или пациентов в эти места и обратно.

Это означает, что что в дополнение к возможности выращивать свою собственную еду, использовать местные ресурсы для удовлетворения своих потребностей (ISRU), полагаться на биорегенеративные системы жизнеобеспечения и производить электроэнергию на местном уровне, они должны будут предоставлять основные услуги, такие как медицинское обслуживание и хирургия. p>

Эта статья изначально была опубликована Universe Today. Прочтите исходную статью.