Robot Medis (part 1)

Hari ini ada profesor tamu dari univ Barcelona, waw, kaget ternyata professor nya ibu2 udah agak tua, rambutnya pendek dan berwibawa tenang gitu. Topiknya ini yang membuat aku tertarik, “Medical Robotics”! WHooaa… :D  . Seminar ini cuma 2 sesi, minggu ini dan minggu depan. Mari kita tulis beberapa poin yang Nyo dapet:

Kenapa sih dibutuhkan robot untuk medis?

Ada beberapa alasan, pertama adalah untuk meningkatkan success rate dari operasi/pembedahan. Bisa juga dimanfaatkan untuk salah satu teknik rehabilitasi yang juga didukung oleh record dari data-data perkembangan kesehatan pasien. Selain itu, untuk membantu orang2 yang disabled atau manula.

Perbedaan industrial robot dan medical robot apa sih?

Beda banget.. Kalo di industrial robot, lingkungannya bisa ‘dibuat’; maksudnya semuanya fix, letak benda ini di situ, letak tool ini di sana, tapi kalo di medical robot harus bisa beroperasi di natural environment. Ia harus bisa bekerja di ruang operasi misalnya, yang kadang letak alat2 nya bisa berubah, juga ada tenaga medis yang lalu lalang. Safety requirement-nya juga pasti lebih ketat. Lalu juga membutuhkan arsitektus yang spesifik dan compliance yang baik. Compliance ini sangat penting untuk robot medis, yaitu adaptasi saat kontak atau menumbuk suatu permukaan (secara robot punya presisi). Gawat kan kalo compliance nya rendah saat contact dengan jaringan dalam organ pasien yang dibedah. Compliance ini ada 2, pasif (dari struktur end effector-nya bisa diubah2) atau aktif (ini lebih pinter, karena bisa deteksi force dengan sensro jadi jika numbuk jaringan langsung bisa geser ke posisi lain). But, semua tergantung struktur rigidness dari robotnya.

Gimana struktur robot medis?

Yang pasti punya DOF (Degree of Freedom), kinematic dengan path trajcetory-nya, dan dynamic. Untuk robot medis, lebih bagus dengan path yang redundant, yaitu punya akses multiple/konfigurasi arm yang berbeda untuk ke satu poin. Struktur robot medis dibagi dua: makro (ini robotyang lebih besar, lebih difungsikan untuk mengantur posisi/gerak) dan mikro (yang ini kecil, diletakkan sebagai end-effector, bisa berupa kamera mini, endoskopi, dsb).

http://www.springhillmedicalcenter.com/RObot MedisPortals/0/OR%20robot%20surgery%20image%20with%20surgeon.JPG

Interfaces robot medis bagaimana?

Harus friendly interface… karena yang menggunakan bukan teknisi ataupun ahli komputer, tapi para tenaga medis. Jadi, so pasti harus disesuaikan dengan kebutuhan mereka dan juga pasien. Di interface ini, si dokter bedah bisa mengatur/membuat alur rencana operasi dari robot bedahnya. Misalnya, habis dari membedah vetebral lalu pindah ke posisi mengebor apa.. gitu (ah, gak bisa bayangin-nya…serem..). Harus multimodal interfaces juga, bisa mengintegrasikan semua modality yang digunakan.

Gimana sih kontrol dari manusia – robot medis?

Secara umum, dibagi 4: Manual (ini tanpa robot, alias murni manusia), teleoperation (dengan jarak jauh), synergic (ini shared control antara manusia dan robot2) dan autonomous (robot bebas lakuin apa aja tanpa campur tangan manusia).

Untuk tele-oprations, sejarahnya dulu pertama kali dengan kontrol master-slave yang dihubungkan secara mekanis ke alat. Jadi si alat copy gerakan yang dilakukan master (misal dengan joystik dari user) secara persis. Berkembang lagi dengan transmisi elektronik yang sudah menggunakan sensor ke aktuator, sehingga sinyal elektrik bisa dikirim. Selanjutnya, ada assisted telemanipulation, yaitu bisa mengatur gerakan end-effector dari robot-nya dan juga ditambahakn dengan virtual reality (bisa dengan direct vision atau sensor suhu untuk persepsi dari si user agar bisa ‘merasakan’ lingkungan si robot saat itu bagaimana). Lalu, dengan bilateral control (haptic) dengan touch sensor yang memberikan feedback force untuk informasi user.

Kenapa perlu ada synergic control?

Pada tipe kontrol ini, si dokter mengoperasikan end-effector dari robot yang berupa alat bedah dan menjalankan-nya sesuai trajektori yang diinginkan. Tapi si robot juga punya force sensor untuk manual guidance. Jadi, dokter dan robot sama-sama mengoperasikan instrumen yang sama. Ini bisa mengurangi efek buruk jika si dokter misalnya punya tremor saat memegang alat bedah atau tiba2 kaget pas bedah jadinya menyakiti pasien  >__<

RObot akan bergerak kemana si dokter memberi force-nya. Tapi untuk pembedahan, controlling force itu juga penting selain posisi. Oleh karena itu, disini control robot diperlukan untuk men’supervisi’ tindakan si dokter. Pada posisi tertentu, misal di daerah jaringan lunak, si dokter gak bisa menggerakkan alat bedah dengan kencang, saat itu si robot jadi stiff karena punya batas2 sampai berapa mili si dokter boleh membedah. Hal ini diperlukan untuk menghindari manual operasi yang rawan kesalahan yang ‘manusiawi’, selain itu bisa lebih stabil saat alat dipegang oleh robot dengan pengarahan dari manusia. Nice..  🙂

Apa aja sih aplikasi robot dalam medis?

Pertama untuk eksplorasi, bisa berupa endoskopi. Bedanya dengan endoskopi biasa, robot endoskopi ini punya struktur kayak cacing, hahah, jadi kalo masuk dari mulut/dubur pasien untuk memeriksa saluran pencernaan, geraknya dilakukan dengan cara memendek dan memanjangkan tubuhnya. Kayak cacing lha.. :p . Jika endoskopi biaa harus dikontrol manual dengan operator, robot endoskopi sudah bisa bekerja dengan mengandalakn sensor sentuhan. Ia bisa mengenali dinding usus, misalnya, jadi mencari trajektori nya sendiri untuk mengambil gambar/informasi sepanjang saluran tersebut.

Lalu, untuk terapi, robot medis bisa dimanfaatkan untuk memasukkan obat ke pasien yang membutuhkan posisi fix. CAS (Computed Aided Surgery) adalah operasi pembedahan dengan bantuan imaging system, seperti CT sehingga saat dokter melakukan operasi itu sambil deteksi posisi melihat ke gambar medis-nya langsung. Hal ini tidak terlalu praktis sebenarnya, maka itu ada surgical robot.

Bisa juga dimanfaatkan untuk training..disini tersedia model lengkap organ pasien (misal, ginjal atau jantung, semua lengkap dalam bentuk 3D di komputer dengan pemodelan fisis-nya seperti fluidity, fungsi-nya, dsb). Lalu disimulasikan di komputer dengan virtual reality, bagaimana jika membedah operasi tersebut. Lucunya, saat joystick sebagai alat bedah (pura2ny) dioperasikan, di model 3-D nya juga bisa keliatan bagaimana efeknya, terbedah atau perubahan yang terjadi, dsb. Bisa dilakukan berulang2 sebelum mulai dengan operasi sesungguhnya. So, bisa mengurangi risiko pembedahan bukan? setidaknya, begitulah usaha manusia..😉