با پیشرفت علوم و فناوری‌های پزشکی

پزشکی با «ساخت ایران» تجهیز می‌شود

محسن معصومی: پیشرفت‌های چشمگیر در مهندسی پزشکی، تحولات همه جانبه‌ای را در علوم پزشکی، مانند تشخیص‌های زودهنگام و به‌موقع و روش‌های درمانی و مراقبتی فراهم کرده است.

یکی از مراکز فعال در این حوزه در جمهوری اسلامی ایران، «مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی است». این مرکز در سال ۱۳۷۳ از سوی جمعی از استادان، محققان و متخصصان علوم، مهندسی و پزشکی؛ با هدف توسعه فناوری‌های نوین در حوزه‌های ابزار، تجهیزات و فرآیندهای پزشکی در ایران تاسیس شد.
طرح‌های این مرکز با همکاری متخصصان رشته‌های مختلف علوم، مهندسی، پزشکی و صنعت در یک محیط تحقیقاتی مشترک به سرانجام می‌رسند. فعالیت‌های مستمر و موثر این مرکز در زمینه تولید دانش و توسعه فناوری‌ها به ارائه دستاوردهای ارزنده‌ای در حوزه ابزار، تجهیزات و فرآیندهای نوین پزشکی منجر شده که برخی از آنها در جهان کم‌نظیرند.
برخی از حوزه‌های تحقیقاتی مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی در ایران عبارتند از: بیومدیکال، مواد، نانو فناوری پزشکی، جراحی رباتیک، تصویربرداری مولکولی پزشکی.

 


ربات دستیار جراح
با افزایش دقت و کارآیی فعالیت‌های پزشکی به‌ویژه در جراحی‌ها، استفاده از رایانه و ربات، روند روبه رشدی داشته است. با استفاده از این فناوری‌ها، نه‌تنها نتایج بالینی بهتری به‌دست آمده، بلکه، در عمل با کوتاه شدن دوره نقاهت بیمار، کاهش نیاز به تکرار اعمال جراحی و فراهم آوردن امکان درمان در منزل، کاهش قابل ملاحظه‌ای در هزینه‌ها نیز به وجود آمده است.
یکی از طرح‌های قابل‌توجه در مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی در ایران، طراحی، ساخت و آزمون بالینی ربات دستیار در جراحی لاپاروسکوپی است. جراحی لاپاروسکوپی، یکی از مصادیق جراحی با حداقل آسیب است که در حفره شکمی انجام می‌شود. در این روش از ۲ یا ۳ شکاف کوچک ابزارهای جراحی و از شکاف دیگر، دوربین وارد شکم می‌شود. وظیفه ربات دستیار جراح این است که به عنوان فرد نگهدارنده لاپارسکوپ ایفای نقش کرده و براساس فرمان جراح حرکت می‌کند. بکارگیری نخستین ربات‌های ساخته شده در اتاق‌های عمل، همراه با مزایای خود، مشکلاتی را هم به وجود آورد؛ ازجمله وقت‌گیر بودن کار با ربات اشغال فضای مورد نیاز جراح و برخورد آن با سایر ابزارها. در ربات طراحی شده در این مرکز سعی شده مشکلات قبلی برطرف شود و کار با آن راحت به نظر می‌رسد. ربات طراحی شده بالای سر جراح قرار می‌گیرد و فضای موردنیاز جراح را اشغال نکرده و برخوردی با سایر ابزارهای جراحی پیدا نمی‌کند.
این ربات با همکاری پژوهشگران گروه بیومکانیک دانشگاه صنعتی شریف، گروه جراحی دانشگاه علوم پزشکی تهران و مرکز تحقیقات علوم فناوری در پزشکی ساخته شده است. نمونه نخست ربات دستیار جراحی در سال ۱۳۸۵ ساخته شد و بیش از ۳۰ عمل جراحی را با موفقیت انجام داد. وظیفه ربات دستیار جراح، نگهداری و کنترل دوربین لاپارسکوپی در هنگام عمل جراحی است که به این ترتیب قدرت مانور جراح و سرعت جراحی افزایش می‌یابد.
حجم پایه این ربات کوچک‌تر و ۱/۴ نمونه قبلی، سرعت راه‌اندازی آن ۵ برابر سریع‌تر است و از قابلیت عملکرد هوشمند برخوردار است.
عملکرد هوشمند این ربات قابلیت ویژه‌ای به آن بخشیده به این ترتیب که ربات ابزار جراح را رهگیری کرده و لاپاروسکوپ را به‌طور خودکار به هر سمتی که ابزار جراح حرکت می‌کند، می‌برد. بدین ترتیب این ربات مانند چشم انسان عمل کرده و به صورت هوشمند جراح را یاری می‌کند. درحال‌حاضر کار ساخت این ربات به صورت نیمه‌صنعتی درآمده که این‌کار گام بزرگی در جهت خودکفایی کشور به شمار می‌رود.

 


رترکتور جراحی
در هنگام عمل‌های جراحی، کمک‌جراح می‌تواند با استفاده از دست‌های خود و ابزارهای دیگر، فضاهای عمل جراحی در بدن بیمار را برای جراح باز کند. امروزه از وسایل تکنیکی‌تری مانند رترکتورهای جراحی برای این منظور استفاده می‌شود. رترکتورهای خودنگهدارنده را می‌توان به سایر وسایل مانند ریل کناری تخت متصل کرد. مزیت این دستگاه این است که علاوه‌بر اینکه فضا را برای عمل جراحی بازنگه می‌دارد، از حرکت اضافی هم، جلوگیری می‌کند. ساخت رترکتورهای جراحی از طرح‌های موفق مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی ایران است، یکی ازمزایای رترکتورهای خوب، داشتن درجات آزادی بالا و حرکات متنوع در جهات مختلف است. اما این رترکتورها، تنظیمات متعددی را هم، به همراه دارند که برای تیم جراحی، گاه مشکل آفرین است.
در رترکتور طراحی شده در این مرکز، این مشکل حل شده، به نحوی که این وسیله با وجود داشتن درجات آزادی بالا، به راحتی تنظیم و آماده کار می‌شود. یکی دیگر از طرح‌های موفق در این زمینه ابداع رترکتور جراحی لاپارسکوپی سرطان تیروئید در مرکز تحقیقات جراحی کم‌تهاجمی دانشگاه علوم پزشکی ایران است. ظهور جراحی تیروئید یک نمونه برجسته از پیشرفت پزشکی و سینرژی همزمان هنر، علم، فناوری و ترمیم است. اختراع رترکتور برای عمل جراحی لاپاروسکوپی سرطان تیروئید مجهز به دوربین کاهش خطر هماتوم ناشی از کمپرس کردن راه هوایی، دید بهتر، امکان تشخیص، حفظ عصب ریکارنت لارنجیال و غدد پاراتیروئید از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است.
با اینکه تاکنون رترکتورهای متعددی برای جراحی کم‌تهاجمی تیروئید معرفی شده‌اند اما این اختراع تفاوت‌های قابل‌توجهی با نمونه‌های گذشته دارد. جراحی درون بین، وجود دوربین اضافی و موتوری که قابلیت بالا و پایین رفتن رترکتور را می‌دهد یکی از ویژگی‌های این اختراع است. بی‌نیازی از تروکار ۱۰ میلی‌متر برای لنز به منظور ایجاد فضای کار کافی، امکان حرکت و تنظیم دوربین خارج از فیلد جراحی برای اشغال فضای کوچک و اضافه کردن دوربین استفاده از موتور برای حرکت رترکتور نوین و جدید از دیگر ویژگی‌های این اختراع به شمار می‌آید با استفاده از این اختراع دیگر نیازی به دستیار اضافی برای نگهداشتن آندوسکوپ یا رترکت کردن در هنگام جراحی نیست، کاهش خطر هماتوم ناشی از کمپرس کردن راه هوایی، دید بهتر، امکان تشخیص، حفظ عصب ریکارنت لارنجیال و غدد پاراتیروئید از دیگر فواید استفاده از این اختراع عنوان شده است.

 


میکروسکوپ STM
میکروسکوپ STM که عبارت کوتاه شده است در اوایل دهه ۸۰میلادی ساخته شد و از سال‌های ۹۰ میلادی تاکنون به صورت تجاری در چند شرکت محدود، مهم و تراز اول جهان تولید می‌شود.
مطالعات اولیه برای طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی دستگاه میکروسکوپ الکترونیکی «STM» نخستین‌بار در کشور دراواخر سال ۱۳۸۲ در مرکز تحقیقات علوم فناوری در پزشکی آغاز شد. بعد از طراحی و ساخت نمونه اولیه شامل تمام قسمت‌های مکانیکی، الکترونیکی، نرم‌افزار و اینترفیس دستگاه، قابلیت سیستم در تصویربرداری در حالت ارتفاع ثابت به اثبات رسید.
طراحی و ساخت میکروسکوپ الکترونی یکی از دستاوردهای مهم مرکز تحقیقات علوم و فناوری پزشکی در ایران است. میکروسکوپ الکترونی اس‌تی‌ام قادر است از ساختارهایی با ابعاد نانومتری، تصویربرداری کند. با استفاده از این میکروسکوپ، می‌توان مواد را در مقیاس اتمی دستکاری کرده و اتم‌های منفرد را حرکت داد. این میکروسکوپ‌ها، دامنه وسیعی را با دقت اتمی تصویربرداری می‌کنند. این نوع سیستم‌ها، به عنوان مادر علم نانو فناوری در دنیا شناخته می‌شوند. قبل از ساخته شدن این نوع دستگاه‌ها، بشر قادر به دیدن اتم‌ها نبود، پس از ساخته شدن این دستگاه‌ها که فناوری بسیار پیشرفته‌ای دارد، بشر برای نخستین‌بار توانست تصویر واقعی اتم‌ها را ببیند. نمونه‌های ساخته شده از میکروسکوپ‌های اس‌تی‌ام ساخته شده در مرکز تحقیقات علوم و فناوری در پزشکی ایران، به بسیاری از کشورها فرستاده شده است.

 


کلونوسکوپی مجازی
سرطان روده بزرگ یکی از بیماری‌های خطرناک به شمار می‌رود. پولیپ‌های شکل‌گرفته در روده بزرگ منشأ سرطان روده به شمار می‌آیند. از این‌رو تشخیص به موقع پولیپ‌های روده از اهمیت بسزایی برخوردار است. روش‌های مختلفی برای تشخیص زودهنگام این پولیپ‌ها وجود دارند که، کلونوسکوپی، جامع‌ترین این روش‌ها محسوب می‌شود. کلونوسکوپی اگرچه تشخیص دقیق و کاملی ارائه می‌دهد، اما انجام آن برای برخی از بیماران، ازجمله سالمندان، با مشکلاتی همراه است. برای حل مشکلات کلونوسکوپی واقعی، کلونوسکوپی مجازی طراحی و مورد استفاده قرار گرفته است. در مرکز تحقیقات علوم و فناوری پزشکی، با استفاده از آخرین فناوری که در این زمینه در دنیا مطرح است کلونوسکوپی مجازی با موفقیت طراحی شده در این روش به جای آنکه شخص کلونوسکوپی شود، تصاویری با استفاده از ام‌آرای یا سی‌تی‌اسکن از ناحیه شکمی او گرفته می‌شود. از این تصاویر، به‌وسیله رایانه، مدل‌های ۳بعدی تهیه می‌شود و پزشک درون این مدل ۳بعدی رایانه حرکت می‌کند و به بررسی نواحی کلون بیمار می‌پردازد.


چاپ