Od ťažkých bremien k operácii mozgu

Výsledkov kozmického výskumu je oveľa viac ako suchý zips alebo teflón.

Neurochirurg Garnette Sutherland v operačnej miestnosti s robotom NeuroArm a tunelom magnetickej rezonancie (v pozadí).(Zdroj: CALGARSKÁ UNVERZITA)

Éra amerických raketoplánov je od júla tohto roku minulosťou. Zanechali po sebe obdivuhodné dedičstvo: okrem iného sa podstatne zaslúžili o vybudovanie Medzinárodnej kozmickej stanice (ISS) na orbite Zeme, jej posádky vyniesli do kozmu Hubblov teleskop a starali sa o jeho pravidelnú údržbu vrátane úvodnej veľmi náročnej opravy nepresnej optiky.

To sú iba najväčšie a najznámejšie akcie. Menej sa vie, že robotické zariadenia používané na palube raketoplánov a kozmickej stanice poslúžili ako predloha pre citlivé chirurgické robotizované nástroje, ktoré dnes umožňujú najnáročnejšie neurochirurgické operácie.

Z kozmu do nemocnice

Neurochirurgia rieši veľmi komplikované problémy, spojené s riskantným zásahom do mozgu. Dlhodobým cieľom je dosiahnuť, aby sa zložité operácie stali jednoduchšími, prípadne aby chirurg dokázal uskutočniť aj také zákroky, ktoré neboli možné, lebo citlivosť a presnosť ľudskej ruky na ne už nestačila.

Tak sa zrodil projekt neurochirurgického robota NeuroArm, pri ktorom sa ukázali nové možnosti techniky, vyvinutej na použitie v kozme. Prišla s ním kanadská firma MDA, výrobca kozmických robotických manipulátorov.

Prenesenie robotizovaných pomocníkov pri manipulácii s bremenami z orbity na zem a ich prispôsobenie potrebám lekárov bolo jedným z tých nenápadných činov, ktorý síce nezožal ovácie verejnosti, no umožnil zachrániť život mnohým ľuďom.

Priniesol tiež zmenu tradičných rolí, ktoré mali sestry a lekári pri podobných zákrokoch. Nie sú už priamo pri pacientovi, no v prípade poruchy alebo závažných komplikácií musia byť pripravení okamžite zasiahnuť.

Pôvodný kozmický projekt bolo treba v mnohých smeroch upraviť. Pacient totiž pri zákroku musí ležať vnútri tunela magnetickej rezonancie, ktorý umožňuje kvalitné trojrozmerné zobrazenie najmenších nervov. Preto nebolo možné použiť klasickú chirurgickú oceľ, ktorá by toto zobrazenie rušila, alebo by, naopak, magnety v tuneli ovplyvňovali presnosť práce robota.

Ďalej museli technici zabezpečiť stabilitu zariadenia a odolnosť proti otrasom, pretože pri operáciách tohto typu rozhodujú desatiny milimetrov. Museli taktiež prispôsobiť ovládanie robota na diaľku tak, aby ho mohol riadiť operatér vo vedľajšej miestnosti.

Zrod robota NeuroArm

Robot NeuroArm, unikátne neurochirurgické zariadenie, vyrobené z nemagnetického materiálu v hodnote takmer 25 miliónov amerických dolárov, sa zrodil v roku 2007. Predtým začala firma spolupracovať s tímom kanadského neurochirurga Garnetta Sutherlanda z Calgarskej univerzity.

Tento chirurg so svojím tímom použili NeuroArm prvý raz 12. mája 2008, keď úspešne odstránili vajcovitý nádor z mozgu 21-ročnej Paige Nickasonovej. Odvtedy NeuroArm pomohol desiatkam ďalších pacientov. V prebiehajúcej klinickej štúdii ďalších možností použitia NeuroArmu, ktoré vedie Sutherlandov tím, je zapojených 120 pacientov.

Technológiu medzičasom zakúpila firma IMRIS z Winnipegu, zaoberajúca sa vývojom lekárskej techniky. V spolupráci s MDA chystá vylepšenú verziu NeuroArmu, ktorá bude mať dve „ruky“ a ponúkne novú riadiacu konzolu.

Chirurgovi umožní cítiť mozgové tkanivo tak dokonale, ako keby sám držal v ruke skalpel. Počas zákroku bude k dispozícii taktiež komplexnejší pohľad do mozgu.

Predchodcovia robotického chirurga

MDA vyrobila pre kozmický program najskôr robotickú ruku Canadarm, dlhú 15 metrov. Prvý raz ju použili v novembri 1981.

Slúžila na prenášanie ťažkých bremien v nákladnom priestore raketoplánov, vynášaných na obežnú dráhu Zeme, a taktiež asistovala astronautom pri výstupoch do kozmu. Po havárii Columbie v marci 2003 umožňovala automaticky skontrolovať celistvosť tepelného štítu raketoplánov po štarte a pred pristátím.

Canadarm2, dlhá sedemnásť metrov, vznikla ako väčšia vylepšená verzia prvého manipulátora. Na orbitu ju vyniesol v apríli 2001 Endeavour a podieľala sa na dostavbe ISS. Má sedem motorizovaných kĺbov a dokáže sa pohybovať po exteriéri. Po odstavení raketoplánov pomáha pri pripájaní zásobovacích rakiet k americkej časti stanice.

Najmladším a najmenším členom robotizovanej rodiny je Dextre. Na ISS ho dopravil v marci 2008 opäť neúnavný Endeavour (vyrobili ho v roku 1991 ako náhradu za zničený Challenger).

Dextre má dve ramená dlhé 3,35 metra a telo ešte o pätnásť centimetrov dlhšie. Najlepšie sa hodí na citlivejšie úkony, potrebné najmä pri výstupoch do kozmu. Prvú úlohu splnil vo februári 2011, keď rozbalil náklad privezený japonskou raketou, zatiaľ čo posádka ISS pokojne spala.

Čo ešte máme z kozmu

Azda najznámejšími a najpoužívanejšími vecami, spojenými s kozmickým výskumom, sú suchý zips a teflón. Ten však práve teraz prežíva recesiu vzhľadom na ešte kvalitnejšie keramické materiály, ktoré sa zrodili taktiež v rámci kozmického výskumu. Najnovším hitom do kuchyne sú keramické nože a panvice.

Systém čerpania paliva v raketoplánoch inšpiroval chirurgov, aby spolu so špecialistami NASA vyvinuli nový typ čerpadla, ktorý podporuje činnosť chorého srdca tak efektívne, že pacient sa vyhne transplantácii.

Čerpadlo je veľmi tiché a môžu ho nosiť aj deti. Keď sme pri deťoch, aj zariadenie sledujúce pravidelnosť dychu novorodencov vzniklo podľa vzoru zariadení na sledovanie dychu kozmonautov.

Výrobná chyba zrkadla Hubblovho ďalekohľadu, ktorú museli opravovať z raketoplánu na obežnej dráhe, prospela ženám veľmi nečakaným spôsobom: počas obdobia, keď chodili z teleskopu rozmazané snímky, vytvorila NASA niekoľko programov na ich zostrovanie.

Na rovnakom princípe funguje softvér, používaný na vytváranie ostrejších snímok z mamografu, ktorý odhaľuje skoré a ešte veľmi dobre liečiteľné zhubné nádory v prsníkoch.

Azda najoriginálnejší výsledok kozmického výskumu však pochádza z laboratórií nemeckej spoločnosti Hyperschall Technologie Göttingen, ktorá testuje aerodynamické vlastnosti rakiet. Vedci a výskumníci firmy prispeli k zrýchleniu pohybu balíčkov zemiakových čipsov na linke o polovicu vďaka technológii vzduchových pulzov.

Hlavné zdroje: www.astro.cz, 100 plus 1

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Spasí nás univerzálny základný príjem?

Stroje a automatizácia prinesú v budúcnosti stratu polovice pracovných miest. Spolu s tým príde ešte väčší hnev ľudí bez práce. Bude to znamenať pád demokracie?

EKONOMIKA

Ľudia ju zbierajú pri lese, jej pestovanie podporí štát

Štát chce podporiť ovocie, ktoré na Slovensku pestuje len zopár ľudí.

Neprehliadnite tiež

Ako vyzerajú svety mimo slnečnej sústavy? Pozrite si najkrajšie exoplanéty

Vedci predpokladajú, že okolo každej hviezdy krúži aspoň jedna planéta.

V Anglicku chcú mobilnú sieť posilniť balónmi, autami aj dronmi

Ak treba signál a rýchle spojenie, netreba hneď stavať vysoké veže.

Microsoft meškal so záplatami, neopravil dve vážne chyby vo Windowse

Počítače firiem nemusia byť chránené proti všetkým slabinám systému.

Samsung chce upraviť a znova začať predávať svoje horiace smartfóny

Upravené mobily neskončia na recyklačných linkách, dostanú sa opäť do rúk spotrebiteľov rozvojových trhov.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Trenkwalder má nového generálneho riaditeľa
  2. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom
  3. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to
  4. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš
  5. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet
  6. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári
  7. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce
  8. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta
  9. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom?
  10. Jarné prázdniny pri mori?
  1. Prieskum: Ako si Slováci požičiavajú? Hlavne rýchlo
  2. Čo prinieslo tohtoročné Záhradnícke fórum?
  3. Diplomaciu v praxi na EU v BA otvorila veľvyslankyňa Nórska
  4. Študenti z rôznych kútov sveta prichádzajú študovať na EU v BA
  5. 10 faktov o ovocí a zelenine, ktoré musíte vedieť!
  6. Trenkwalder má nového generálneho riaditeľa
  7. Montážne konferencie - Novinky aj vzdelávanie o suchej výstavbe
  8. Profesijný rast študentov médií sa začína už počas vysokej školy
  9. Paneurópska vysoká škola otvára špecializované kurzy IT
  10. Medzinárodná súťaž FIRST LEGO League na Fakulte informatiky PEVŠ
  1. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce 8 727
  2. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom 8 650
  3. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to 8 149
  4. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš 6 999
  5. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári 6 534
  6. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom? 5 633
  7. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta 4 278
  8. Klasickým gastrolístkom konkuruje už aj nová stravovacia karta 4 110
  9. Ceny bytov vo veľkých mestách prekonali historický rekord 3 920
  10. Jarné prázdniny pri mori? 2 753

Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop