Медицинские роботы с перистальтическим принципом движения

Аннотация

Среди многочисленных микророботов, применяемых в медицине, можно выделить обширный класс роботов, использующий перистальтический принцип движения. Идея этого принципа позаимствована у самой природы и проверена тысячелетиями эволюции. Множество животных, в частности разнообразные черви, используют его для передвижения как в почве, так и по поверхности. Кроме того, некоторые трубчатые органы животных, в том числе человека, такие как гортань, пищевод, кишечник, мочеточники и др., также работают по перистальтическому принципу: чередуя сужение и расширение, они способствуют продвижению внутри себя биологического материала. Таким образом, применение столь естественного для живых организмов принципа обеспечивает высокую эффективность медицинских микророботов с перистальтическим принципом движения.Было изучено большое количество подобных роботов. Многие из них могут применяться (и применяются) вне медицины, например, для ремонта трубопроводов и диагностики их повреждений, для спасения людей после землетрясений, для рытья туннелей и скважин, и т. п. Рассматриваются именно те изделия, которые либо уже применяются на живых организмах в тестовом режиме, либо могут быть использованы в медицине после доработки. Изучаются различные конструктивные реализации перистальтического принципа с использованием электро- и серводвигателей, магнитов, металлов с памятью формы и т. д. Наибольшего успеха в данных областях достигли ученые Японии, Китая, Италии, США. Имеются и перспективные отечественные разработки.Рассматриваются наиболее оригинальные и интересные с конструкционной точки зрения микророботы, некоторые из которых могут применяться в клинических условиях. Их использование не ограничивается хирургией (точнее - малоинвазивной хирургией), а включает фармакологическое лечение и разнообразные методы диагностики.Приводятся общие требования к медицинским роботам и ограничения на их применение, перечисляются способы их возможного использования. Особое внимание обращается на обеспечение безопасности пациента во время хирургических операций и лечения с использованием микророботов. Помимо аллергии на некоторые химические вещества, пациентам может угрожать ожоги и поражение током в случае электрического управления, невозможность извлечения робота в случае сбоя и другие опасности. Рассматриваются способы избежания подобных инцидентов.