| مرحله جاری طرح | خاتمه قرارداد و اجرا در دانشکده/مرکز |
| کد طرح | 67352 |
| عنوان فارسی طرح | طراحی و ساخت سامانه روباتیکی معاینه پروستات |
| عنوان لاتین طرح | Design and construction of prostate examination robotic simulation system |
| نوع طرح | طرح فناورانه |
| اولویت طرح | ساخت و ارتقاء کیفیـت و تجاری سازی مواد، تجهیزات پزشکی و تستهای آزمایشگاهی |
| نوع مطالعه | طراحی / ارزشیابی تستها |
| تحقیق در نظام سلامت | بلی |
| آیا طرح پایاننامه دانشجویی است؟ | خير |
| مقطع پایان نامه | |
| مدت اجرا - ماه | 18 |
| نوآوری و ضرورت انجام تحقیق | در حال حاضر، دانشجویان پزشکی و پیراپزشکی کشور پروسیجرهای مختلف را در مراکز مهارت های بالینی، با انجام دادن بر روی مولاژها تمرین می¬نمایند. برای آموزش مهارت های DRE، دانشکده¬های پزشکی از یک مانکن نیم تنه سنتی با یک ماکت استاتیک رکتال و پروستات تعبیه شده و قابل تعویض استفاده می کنند. این ستاپ ساده آموزشی در مرحله یادگیری اولیه بسیار کارآمد است. اما، ماکت استاتیک دارای یک تعداد ثابت و محدود ناهنجاری است و حالات آن به سرعت در خاطر دانشجو می ماند و استفاده از آن را برای تمرین های عملی بیشتر حین فرایند یادگیری محدود می کند و برای آماده ساختن دانشجویان جهت مواجهه با بیماران مختلف کافی نیست. همچنین اندازه و جهت نیروی اعمال شده توسط پزشک برای معاینه پروستات بایستی بر اساس عوامل متعددی از جمله سن بیمار، نوع ناهنجاری، دمای بدن، ویژگی های بیومکانیک پروستات مانند ضخامت، قوام و سفتی بافت وضعیت عمومی بیمار تعیین شود و مولاژ هیچ فیدبکی از عملکرد دانشجو در حین معاینه را برای دانشجو و اساتید پزشکی فراهم نمی¬کند. پس می¬توان ادعا کرد که نیاز به ایجاد یک بستر شبیه سازی با قابلیت انعطاف بالا، برای آموزش مهارت ¬DRE به دانشجویان پزشکی و پیراپزشکی وجود دارد تا با استفاده از آن امکان معاینه، تمرین مکرر و سعی و خطا برای دانشجویان را در شرایط مختلف غده پروستات و معاینه آن در فضای شبیه سازی شده فراهم شود تا مهارت های لمسی دانشجویان و تجربه آنها در مواجهه با بیماران واقعی و تشخیص صحیح و زودهنگام نوع و مرحله بیماری ارتقا یابد. همچنین اساتید هم بتوانند به خوبی عملکرد و مهارت دانشجویان را طی فرایند تدریس و ارزیابی بررسی نمایند. مهمترین نوآوری های شبیه ساز ارائه شده در این طرح، نسبت به مولاژ های مورد استفاده در دانشکده های پزشکی کشور عبارتند از: • آسان بودن پیکره بندی مجدد پروستات شبیه سازی شده: مجری نهایی پروستات مانند که در داخل نیم تنه قرار دارد، به صورت اتوماتیک و بدون دخالت دست در کمترین زمان ممکن، می تواند از حالتی به حالت دیگر (از یک بیماری به بیماری دیگر) تغییر کند و علایم لمسی بیماری مورد نظر استاد پزشکی را ایجاد نماید در حالیکه در مولاژ این تعویض به صورت دستی صورت می گیرد. • قابلیت شبیه سازی انواع بیماری های پروستات با درجه بندی های مختلف و حتی بیماری های چندگانه: با توجه به اینکه سایز، تقارن، قوام و تعداد و موقعیت تومورهای سرطانی در انواع بیمار ها متفاوت است، دستگاه ما با بهره گیری از چندین بازوی رباتیکی که به صورت اتوماتیک، سایز، تقارن و قوام مجری نهایی پروستات مانند و تعداد و موقعیت های تومورهای سرطانی داخل آن را تغییر می دهد، می تواند بیماری های مختلف پروستات اعم از پروستاتیت، BPH و سرطان را با شدت های مختلف و حتی همزمان با هم را ایجاد نماید که در مقایسه با مولاژ، دستاورد و قابلیت حایز اهمیتی است. • امکان ارزیابی مهارت دانشجو: با توجه به دو ویژگی فوق، با تنظیم چند نوع بیماری توسط استاد به صورت پی در پی و انجام معاینه های پی در پی توسط دانشجو و وارد کردن پاسخ تشخیص دانشجو برای هر بیماری، در یک زمان کوتاه، استاد می تواند از مهارت دانشجو و کافی بودن تجربه وی اطمینان حاصل نماید. برای این کار، کافیست استاد، هر چند تعداد بیماری را که می خواهد ایجاد نماید مشخص کند و مدت زمان لازم برای هر معاینه را نیز در سامانه تنظیم کند. سامانه با ایجاد پی در پی بیماری ها به صورت خودکار و با فاصله زمانی لازم و اعلام کردن مدت زمان در نظر گرفته شده برای معاینه به دانشجو، پاسخ تشخیص های دانشجو را جمع آوری نموده و درصفحه نمایش در اختیار استاد قرار می دهد. همچنین در مقایسه با دو شبیه ساز معاینه پروستات ساخته شده در خارج از کشور از نظر تکنولوژی ساخت، دو محصول خارجی به صورت پنوماتیکی طراحی و پیاده سازی شده اند و محصول ما به صورت الکتریکی طراحی و پیاده سازی خواهد شد. به خاطر مزایای کلی سیستم های کنترل الکتریکی نسبت به پنوماتیکی، محاسن دستگاه ما نسبت به دو دستگاه خارجی عبارتند از: • دقت بالاتر: در دو دستگاه فوق، عملکرد سیستم کنترل تحت تاثیر مقدار هوای فشرده است و از آنجائیکه مقدار هوا هنگامی که فشرده و یا گرم می شود، تغییر می کند، دقت کلی دستگاه ها کاهش می یابد. اما دستگاه ما با سیگنال های الکتریکی کار کنترل را انجام می دهد و عوامل محیطی از قبیل دما و فشار، خللی در عملکرد آن ایجاد نمی کنند. • هزینه و حجم کمتر: دو دستگاه فوق برای پیاده سازی خود از اجزای پنوماتیکی اعم از سلول های هوا، مخزن ذخیره هوا، کمپرسور هوا، شیلنگ، ولو های پنوماتیک، فیلتر و اجزای مکانیکی و الکترونیکی در بخش کنترل اعم از رله ها، منبع تغذیه، مبدل دیجیتال به آنالوگ و کامپیوتر استفاده می کنند، اما دستگاه ما مستقیما سیگنال کنترل الکتریکی را به موتورهای کوچک الکتریکی که همگی داخل مانکن قابل تعبیه هستند، ارسال می کند و فرمان اجرا می شود. بنابراین نیازی به رله ها و اجزای پنوماتیک نیست و در نتیجه هزینه و حجم دستگاه ما به مراتب کمتر از دو دستگاه فوق خواهد بود. • ایجاد سرو صدا: دو دستگاه فوق به خاطر اجرای فرمان های کنترلی به صورت نیوماتیکی، به دلیل رها شدن هوای فشرده از قطعات پنوماتیک، سر و صدای زیادی ایجاد می کنند که مناسب محیط های بیمارستانی نیست، در حالیکه دستگاه ما با اجرای فرمان های کنترلی به صورت الکتریکی هیچ سر و صدایی ایجاد نمی کند. • تولید انواع بیماری های چندگانه: دو دستگاه فوق، همانطور که در مقالات خود بدان اشاره کرده اند، از ایجاد برخی از بیماری های چندگانه، که در آنها نیاز به باد کردن و مکش سلول های هوایی به صورت همزمان هست، عاجزند. اما دستگاه ما به خاطر استفاده از موتورهای الکتریکی در پیاده سازی، این محدودیت را ندارد. • عدم نیاز به کالیبراسیون در هر بار استفاده: در دو دستگاه فوق برای ایجاد یک بیماری، به خاطر دقت پایین، نیاز هست ابتدا همه سلول های هوا تخلیه شوند و سپس فرمان کنترلی مربوط به آن بیماری اجرا شود. اما دستگاه ما با ذخیره کردن اطلاعات وضعیت موتورهای الکتریکی مربوط به بیماری قبلی در برنامه یکنترلی سیستم، بدون نیاز به کالیبره شدن می تواند فرمان کنترلی مناسب را برای ایجاد بیماری جدید ارسال کند. • استهلاک ناچیز: دو دستگاه فوق به دلیل استفاده از محرک های پنوماتیک همچون رله، ولو و کمپرسور پس از مدتی بر اثر اصطکاک و رطوبت، دچار استهلاک می شوند، در حالیکه سیستم ما از موتورهای الکتریکی به عنوان محرک استفاده می کند و استهلاکی در دراز مدت نخواهد داشت. |
| اهداف اختصاصی | جمع آوری اطلاعات پزشکی مربوط به پروستات -طراحی و ساخت مجری نهایی پروستات مانند -طراحی قوانین کنترل سیستم برای ایجاد انواع بیماری در مجری نهایی -برنامه نویسی بخش ارزیابی عملکرد و مهارت دانشجو -تست دستگاه -پس از ساخته شدن ورژن اولیه سامانه با قابلیت های ذکر شده ورژن بعدی ، مجهز نمودن سامانه به فیدبک تکنیک و عملکرد کاربر مبتنی بر واقعیت مجازی است که این هدف از برنامه های آتی میباشد. |
| چکیده انگلیسی طرح | In this project, we will focus on designing and building a prostate palpation simulator system that teaches the user the skill of digital prostate examination. For this, a prostate-shaped end effector will be designed and made which the its size, shape, stiffness, symmetry and number and location of cancerous tumors inside it can be changed by robotic manipulators with special structures, which are embedded in several points of the end effector. The position of the robotic manipulators will be controlled automatically by direct current (DC) motors powered by a closed loop control system. The end effector will be placed inside a physical torso that can be touched by the user through the torso rectum. In this way, we actually have a simulated prostate inside the torso that can have different types of disease, including prostatitis, BPH, or cancer with varying degrees of progression. The most important advantages of the presented simulator compared to the mock-up used in the medical schools of the country are: easy and automatic reconfiguration of the simulated prostate, simulation of various prostate diseases with different grades and even multiple diseases. Ability to evaluate student performance and technique during the examination. Also, compared to similar simulators made abroad, which are pneumatically implemented, due to the electrical implementation of the control part of the proposed device, there is no problems such as low accuracy, no need for calibration in each use , noise and depreciation of the device. |
| کلمات کلیدی | معاینه پروستات، مجری نهایی رباتیک، کنترل زمان بند بهره. |
| ذینفعان نتایج طرح | با اجرای طرح و استفاده مراکز آموزش علوم پزشکی کشور از محصول طرح، در درجه اول دانشجویان پزشکی به واسطه ارتقای مهارت لمسی در معاینه رکتال دیجیتال (افزایش تجربه و اعتماد به نفس و اطمینان به تشخیص خود) بهره خواهند برد. در درجه دوم اساتید پزشکی با ارزیابی عملکرد دانشجویان، ایرادهای دانشجویان در معاینه پروستات را شناسایی و در حین فرایند آموزش برطرف خواهند نمود. در مرحله آخر، بیماران به واسطه ارتقای مهارت لمسی پزشکان در معاینه پروستات و به تبع آن تشخیص صحیح و زودهنگام بیماریشان توسط پزشکان، نفع خواهند برد. |
| نام و نامخانوادگی | سمت در طرح |
|---|---|
| محمودرضا آذغانی | مجری اول (اصلی-هیات علمی) |
| سکینه حاج ابراهیمی | همکار اصلی |
| رباب ابراهیمی باویلی | همکار اصلی |
| پویا کیانی | همکار اصلی |
| بهزاد لطفی | همکار اصلی |
| حوزه خبر | خبر |
|---|---|
| رسانه ها و مردم | عنوان خبر محققان، یک روبات کمک آموزشی برای معاینه رکتال دیجیتال پروستات ساخته اند.متن خبر معاینه رکتال دیجیتال پروستات یکی از روش های اولیه و مهم در زمینه تشخیص بیماری های پروستات می باشد، لیکن کسب این مهارت در مراکز آموزش پزشکی با محدودیت های عملی همراه است؛ برای غلبه بر این محدودیت ها می توان از روبات شبیه ساز کمک گرفت. این روبات جدید برای اولین بار ارایه شده است و با توانایی ایجاد بیش از 120 نوع بیماری مختلف در غده پروستات مانند خود به صورت اتوماتیک، امکان انجام معاینه رکتال دیجیتال پروستات را برای دفعات بالا و شرایط مختلف در یک محیط شبیه سازی شده فراهم کرده است. به این ترتیب، مهارت کارآموزان را در مواجه با بیماران واقعی و تشخیص صحیح بیماری آنها به خصوص بیماری سرطان در مراحل اولیه از طریق معاینه رکتال پروستات را بالا برده است و میتواند به صورت یک وسیله کمک آموزشی موثر در مراکز پزشکی به کار گرفته شود. |
| متخصصان و پژوهشگران | عنوان خبر محققان، یک روبات کمک آموزشی برای معاینه رکتال دیجیتال پروستات ساخته اند.متن خبر معاینه رکتال دیجیتال پروستات یکی از روش های اولیه و مهم در زمینه تشخیص بیماری های پروستات می باشد، لیکن کسب این مهارت در مراکز آموزش پزشکی با محدودیت های عملی همراه است؛ برای غلبه بر این محدودیت ها می توان از روبات شبیه ساز کمک گرفت. این روبات جدید برای اولین بار ارایه شده است و با توانایی ایجاد بیش از 120 نوع بیماری مختلف در غده پروستات مانند خود به صورت اتوماتیک، امکان انجام معاینه رکتال دیجیتال پروستات را برای دفعات بالا و شرایط مختلف در یک محیط شبیه سازی شده فراهم کرده است. به این ترتیب، مهارت کارآموزان را در مواجه با بیماران واقعی و تشخیص صحیح بیماری آنها به خصوص بیماری سرطان در مراحل اولیه از طریق معاینه رکتال پروستات را بالا برده است و میتواند به صورت یک وسیله کمک آموزشی موثر در مراکز پزشکی به کار گرفته شود. |
| سیاستگذاران درمانی | عنوان خبر محققان، یک روبات کمک آموزشی برای معاینه رکتال دیجیتال پروستات ساخته اند.متن خبر معاینه رکتال دیجیتال پروستات یکی از روش های اولیه و مهم در زمینه تشخیص بیماری های پروستات می باشد، لیکن کسب این مهارت در مراکز آموزش پزشکی با محدودیت های عملی همراه است؛ برای غلبه بر این محدودیت ها می توان از روبات شبیه ساز کمک گرفت. این روبات جدید برای اولین بار ارایه شده است و با توانایی ایجاد بیش از 120 نوع بیماری مختلف در غده پروستات مانند خود به صورت اتوماتیک، امکان انجام معاینه رکتال دیجیتال پروستات را برای دفعات بالا و شرایط مختلف در یک محیط شبیه سازی شده فراهم کرده است. به این ترتیب، مهارت کارآموزان را در مواجه با بیماران واقعی و تشخیص صحیح بیماری آنها به خصوص بیماری سرطان در مراحل اولیه از طریق معاینه رکتال پروستات را بالا برده است و میتواند به صورت یک وسیله کمک آموزشی موثر در مراکز پزشکی به کار گرفته شود. |
| سیاستگذاران پژوهشی | عنوان خبر محققان، یک روبات کمک آموزشی برای معاینه رکتال دیجیتال پروستات ساخته اند.متن خبر معاینه رکتال دیجیتال پروستات یکی از روش های اولیه و مهم در زمینه تشخیص بیماری های پروستات می باشد، لیکن کسب این مهارت در مراکز آموزش پزشکی با محدودیت های عملی همراه است؛ برای غلبه بر این محدودیت ها می توان از روبات شبیه ساز کمک گرفت. این روبات جدید برای اولین بار ارایه شده است و با توانایی ایجاد بیش از 120 نوع بیماری مختلف در غده پروستات مانند خود به صورت اتوماتیک، امکان انجام معاینه رکتال دیجیتال پروستات را برای دفعات بالا و شرایط مختلف در یک محیط شبیه سازی شده فراهم کرده است. به این ترتیب، مهارت کارآموزان را در مواجه با بیماران واقعی و تشخیص صحیح بیماری آنها به خصوص بیماری سرطان در مراحل اولیه از طریق معاینه رکتال پروستات را بالا برده است و میتواند به صورت یک وسیله کمک آموزشی موثر در مراکز پزشکی به کار گرفته شود. |
| لینک (URL) مقاله انگلیسی مرتبط منتشر شده 1 |