https://frosthead.com

Zadanie zbudowania pierwszej zrobotyzowanej pochwy

Ciało kobiety jest skomplikowane - po prostu zapytaj swojego lekarza. W szczególności układ rozrodczy kobiet wykazuje szeroki zakres zmian anatomicznych, a większość części naszych dam jest schowana w środku i niewidoczna dla oka. Stanowi to dla lekarzy stażystów trudne wyzwanie: jak opanować przerażające badanie ginekologiczne.

Chociaż wpływowy zespół ds. Zdrowia zasugerował niedawno, że zdrowe kobiety mogą nie potrzebować pełnego badania miednicy co roku, wielu lekarzy nadal postrzega coroczne badanie jako krytyczną okazję do poszukiwania raka, torbieli, mięśniaków i innych. Teraz naukowcy z Imperial College London tworzą robotyczną miednicę żeńską, która pozwoliłaby studentom medycyny nauczyć się „widzieć” kobiece ciało poprzez dotyk, dzięki czemu będą lepiej przygotowani, gdy spotkają żywą istotę ludzką ze stopami w strzemionach.

Jeśli ci badacze odniosą sukces, ich zabawnie wyglądające silikonowe odtworzenie dolnej części tułowia może pomóc nowym lekarzom w lepszym - szybszym - przeprowadzaniu najbardziej intymnego egzaminu, z którym regularnie boryka się większość kobiet. Mogłoby to również zapewnić, że pierwsze egzaminy tych lekarzy będą wygodniejsze dla kobiet po stronie przyjmującej. Projekt zespołu obejmuje obrazowanie 3D oraz technologię dotykową do symulacji zmysłu dotyku - odpowiednio złożony projekt do symulacji złożonego aspektu ludzkiej anatomii.

Ale nawet przy użyciu najnowocześniejszych technik jest to trudny wyczyn. Zespół pracuje nad projektem od około pięciu lat i odkrywają, że wciąż wiele można się dowiedzieć o kobiecym ciele. „To naprawdę fascynujące” - mówi Fernando Bello, profesor informatyki chirurgicznej i symulacji, który kieruje zespołem. „Pracujemy nad tym od wielu lat i pod wieloma względami mamy wrażenie, jakby dopiero zaczynaliśmy”.

Wszystko zaczęło się od odbytnicy. Około 7 lat temu zespół Bello zaczął opracowywać robotyczną męską odbytnicę, aby pomóc studentom medycyny ćwiczyć badania prostaty. To egzamin, którego najbardziej obawiają się mężczyźni, i nie jest to piknik dla studentów medycyny i lekarzy. Za pomocą swojego modelu naukowcy chcieli ułatwić obu stronom, pomagając uczniom odróżnić „twarde i guzowate” uczucie rakowej prostaty od zdrowej.

Ten projekt okazał się bardziej czasochłonny niż oczekiwano. Oto jak to działa: stażysta wkłada palec w silikonowe pośladki, gdzie wsuwa się w silikonowy naparstek przymocowany do ramion robota. Programowalna technologia tworzy wirtualną anatomię ze zmiennym stopniem nacisku na kości ogonowej, pęcherza, dna miednicy i prostaty. (Na przykład, gdy palec ucznia dotyka prostaty, większa siła może wytworzyć bardziej sztywne odczucie, sygnalizując możliwy rak).

Tymczasem stażysta w okularach 3D widzi na ekranie obraz przedstawiający jego palec w stosunku do wszystkich części ciała uczonych przez dotyk. Trener - który inaczej nie miałby pojęcia o postępie egzaminu wewnętrznego - może udzielać informacji zwrotnych na podstawie tego, co widać na ekranie.

FemalePelvicAnatomicalVariability-WR.jpg Anatomia kobiecej miednicy może się bardzo różnić, jak pokazują te anatomiczne modele uzyskane z MRI 10 zdrowych ochotników. (Dzięki uprzejmości laboratorium Bello)

Udanie symulacji odbytnicy aż do jej nacisku i odporności było już imponującym wyczynem. Ale około 18 miesięcy po tym projekcie Bello i jego zespół rozpoczęli pracę nad robotyczną miednicą kobiecą. Szybko odkryli, że będzie to o wiele trudniejsze niż pierwsze. „Anatomia kobiety jest pod wieloma względami bardziej złożona zewnętrznie i wewnętrznie”, mówi Bello. „Istnieje bardziej znacząca zmienność, a także szerszy zakres zmiennych.”

Większość kobiet zna bimanualne badanie miednicy, w którym lekarz używa dwóch rąk - jednej w środku, a drugiej na ciele - aby wyczuć macicę, jajniki i inne struktury wewnętrzne. Zdaniem Sandry Carson, wiceprezes ds. Edukacji Amerykańskiego Kongresu Położników i Ginekologów, egzamin ma na celu wykrycie różnych chorób, takich jak ciąża, rak i endometrioza, zanim kobiety faktycznie rozwiną objawy. Lekarz próbuje dowiedzieć się: „Czy macica jest miękka, czy jest skierowana do przodu, czy jest przechylona do tyłu, czy jest powiększona, czy są masy?”, Mówi Carson. Ta sama wizyta może obejmować kontrolę wzrokową i rozmaz papki, który identyfikuje komórki raka szyjki macicy.

Obecnie studenci medycyny uczą się, jak przeprowadzać te egzaminy za pomocą różnych metod, w tym prostszych plastikowych symulatorów, modeli medycznych na żywo, które pomagają prowadzić studentów przez ich ciała, a także prawdziwych pacjentów w warunkach klinicznych. Bello ma nadzieję, że jego robotyczna miednica - która działa w taki sam sposób, jak robotyczna odbytnica, z technologią dotykową i obrazowaniem 3D na ekranie - połączy prawdziwe uczucie istoty ludzkiej ze zdolnością do zobaczenia typowo „nieobserwowanego” egzaminu.

Jednak tworzenie technologii, która działa z zewnętrzną ręką i dwoma wewnętrznymi palcami, jest trudniejsze niż dostosowanie jednego palca wymaganego do badania odbytnicy, mówi Bello. Aby zrozumieć, jak robią to lekarze, zespół Bello doświadczył, że ginekolodzy przeprowadzają egzaminy ze specjalnym sprzętem na obu dłoniach: elektrodami wykrywającymi ciśnienie, a także czujnikami elektromagnetycznymi, które przekazują lokalizację i ruch. Przeszukali także zdrowe kobiety, aby uzyskać obrazy ich układów rozrodczych, na których opierają się modele.

Bimanualne badanie miednicy może być trudniejsze do opanowania niż doodbytnicze, ponieważ „lekarze muszą szukać struktur w większej przestrzeni”, mówi Bello. Tunelowanie odbytnicy mężczyzny, aby poczuć jego prostatę, nie jest dokładnie proste, ale jest prostsze. Z drugiej strony jajniki mogą być nieco bardziej subtelne.

virget_simulator_inuse-may014-wr_720.jpg Lekarze ćwiczą symulowane badanie pochwy przy użyciu technologii dotykowej i wizualizacji komputerowej. (Dzięki uprzejmości laboratorium Bello)

„Jajniki są wielkości migdału”, mówi Elisa Jorgensen, mieszkanka OBGYN z czwartego roku w szpitalu Yale New Haven. „Szczególnie u większych pacjentów bardzo trudno jest ich wyczuć, gdy nie ma patologii.” Jorgensen wspomina „stresujące” doświadczenie, gdy koledzy z Yale Medical School po raz pierwszy wykonali badanie miednicy na modelach na żywo specjalnie przeszkolonych w prowadzeniu początkujący. „Wielu moich kolegów z klasy mówiło pod koniec egzaminu:„ Udawałem, że czułem jajnik, ponieważ chciałem się stamtąd wydostać ”.

Nie tylko egzamin miednicy wymaga doświadczenia i umiejętności. W końcu do słuchania serca za pomocą stetoskopu potrzebne są także umiejętności techniczne, wskazuje Taraneh Shirazian, adiunkt w położnictwie i ginekologii w NYU Langone Medical Center. To także, że inwazyjny charakter egzaminu może być krępujący zarówno dla studentów, jak i pacjentów. Studenci medycyny doskonalący swoją technikę w warunkach klinicznych stają przed niemożliwym do pozazdroszczenia uspokojeniem niespokojnego pacjenta, wyglądając, jakby wiedzieli, co robią, i jednocześnie starali się uwzględnić opinie przełożonego.

Ponadto muszą zlokalizować i zbadać o wiele więcej narządów niż tylko prostatę. „Na pewno istnieje wiele zmiennych dla kobiecej anatomii”, mówi Shirazian. Na przykład u bardzo nadwagi nawet macica może być trudna do wyczucia. Blizny z sekcji C mogą zmienić lokalizację szyjki macicy i macicy. A mięśniaki mogą zepchnąć jeden jajnik na bok. „Są niuanse” - mówi delikatnie mówiąc.

Carson z ACOG twierdzi, że zrobotyzowana miednica może być „wspaniałym” dodatkiem do edukacji medycznej - pod warunkiem, że nie jest zbyt droga. Bello i jego zespół pracują teraz nad zbudowaniem niedrogiej wersji robota odbytnicy do sprzedaży w szkołach medycznych i starają się pozyskać fundusze na udoskonalenie prototypu kobiecej miednicy. Ma nadzieję, że oboje pomogą nowym lekarzom lepiej wykrywać problemy i przeprowadzać kameralne egzaminy w sposób, który powoduje mniejszy dyskomfort u pacjentów. W tej chwili mówi: „Myślę, że jest bardzo prawdopodobne, że istnieje element nauki w pracy”.

Zadanie zbudowania pierwszej zrobotyzowanej pochwy