2018年,五个病人顶点心脏研究所的艾哈迈达巴德,印度,接受治疗冠状动脉疾病(CAD)每年300万人一样:一个小气球插入心脏的动脉和膨胀,使支架的放置方式保持开放的重要途径。
称为经皮冠状动脉干预（PCI）的程序是动脉粥样硬化的标准治疗，一个共同的CAD，由动脉内斑块的粘膜堆积和随后的血流限制。与他们面前的许多患者一样，他们的操作由机器人 - Corpath Grx机器人平台提供帮助Corindus，西门子健康公司．
然而，与之前的其他人不同，这五位病人是令人惊异的第一次的一部分:他们的主治医生在手术过程中不在他们的房间里。事实上，他在20英里外的一个远程工作站指导着机器人——完美地完成操作。
欢迎来到远程医疗的新前沿。
机器人手术解决了主要的死亡原因
根据世界卫生组织(WHO)的数据，心血管疾病(CVD)是全球头号死亡原因，每年夺走1790万人的生命。在发展中国家和农村地区等缺乏紧急护理的地区，影响最大。
世界卫生组织指出，超过四分之三的心血管疾病死亡发生在低收入和中等收入国家。在发达国家，这一问题出现在农村社区，那里的小型医院往往没有介入心脏病专家等专家。正是在这些领域，像科林多斯开创的远程解决方案提供了希望和诱人的可能性金宝搏官方网站。
Tejas Patel博士进行了这些远程干预并和他的同事Sanjay Shah和Samir Pancholy一起在eclinicalMedicine.．根据这篇文章，“在发展中国家，绝大多数冠心病或急性冠脉综合征患者很少或根本无法获得即时介入治疗。目前的机器人技术结合网络连接的改善和R-PCI(机器人辅助PCI)操作人员的专业知识，可以在缺乏此类专业知识的地区作为一线服务。”该文章还指出，该系统可以作为一种补充服务，为更多的患者提供专业知识。
从介入驾驶舱驾驶Corpath Grx的医生。图片信用：corindus
根据世界卫生组织的数据，心血管疾病是全球头号死亡原因，每年夺走1790万人的生命。
“要么远程遥控，要么回家”
自从他们需要治疗的任何时候，随时随地到达世界各地的患者，自科林斯队的队伍队伍以来一直在循环机器人机器人平台。所以医生安全。
虽然CorPath的机器人技术已经为医生在PCI手术中提供了极高的精确度和控制能力，但该系统仍然需要做更多的工作来保护医生的健康——在手术中使用的成像技术造成的辐射是很常见的，由于医生被迫佩戴必要的重型防护装备，骨科受伤也是如此。
“感知的机会增加安全的外科医生,同时解决日益增长的全球需求创新远程医疗解决方案,Corindus CEO马克·托兰曾告诉我们的团队,是时候让我们去远程或回家,”Nicholas Kottenstette回忆,Corindus博士研发研究员。金宝搏官方网站“这一口号在整个公司引起了共鸣，迫使我们进一步推进CorPath系统的能力和可能性，并实现另一个行业里程碑:实现首个远程机器人辅助PCI。”
飞机控制技术导致机器人手术
kottenstette自加入科林斯以来曾在机器人产品线上工作过。但他在不同的领域开始了他的职业生涯。他收到了他的博士学位。在Notre Dame的电气工程中，他设计了一个在网络上控制系统的框架，确保稳定性，同时考虑时间延迟和数据丢失。然后，他开始在Vanderbilt大学的职业生涯，使用基于模型的设计开发用于飞机的机器人控制系统。这是通过网络运营的不同类型控制系统的工作：手术机器人。
所有这些工作都涉及到使用MATLAB进行基于模型的设计®和模拟金宝app®凯伦斯特塞特说，已经证明了满足开发精密机器人系统的挑战。“
要了解机器人系统的复杂工作，它有助于采取其关键组件的基本清单。该系统包括两个主站：床头柜单元，允许在患者内部设备操纵的系统的一部分，以及介入驾驶舱，医生在干预期间引导设备。
床头柜有一个可伸臂和床头柜触摸屏。这是由擦洗人员操作的。图片信用：corindus
介入性座舱包括一个辐射防护罩、监视器和控制台，使介入性心脏病专家能够在不佩戴铅的坐姿下工作。图片信用：corindus
CorPath GRX机器人平台包括两个主要的工作站:一个是床头柜，这是系统的一部分，允许在病人体内操作设备;另一个是介入性座舱，医生在干预期间从座舱引导设备。
床头柜由延长的伸展臂，机器人驱动器和单一使用无菌盒组成。臂定位机器人驱动器和盒式磁带。从驾驶舱中的控制台接收输入的机器人驱动器引导盒子，该盒子又操纵导丝，球囊/支架导管和导管在患者的身体中。
介入心脏病专家从介入驾驶舱工作，其中包含机器人控制子系统和远程呈现通信系统，并将医生与床头单位中的机器人联系起来。
“机器人控制变电站包含一个控制计算系统、监视器、网络设备(即连接)和一个带有三个操纵杆的机器人控制台，”Patel博士说。“监视器显示实时血流动力学变量和透视视频，为操作人员提供了增强的PCI过程可视化。一个操纵杆用于球囊/支架操作，一个用于导丝操作，第三个用于导管操作。”
仔细观察这两个主要的系统——床头单元和介入座舱——就会发现机器人系统成功运行的关键在于相互协作和相互依赖。这些系统结合在一起已经带来了可量化的好处，包括提高了测量解剖以确定病变大小和支架长度的准确性，以及提高了支架定位的准确性。
“所有这些工作，包括使用MATLAB和Simulink的基于模型的设计，已经证明是必不可少的，以满足开发我们的精密机器人系统的挑战，”金宝app
Nicholas Kottenstette博士，Corindus的研发人员
长途手术
在他们看到的图像中存在显着滞后或延迟时，执行复杂的程序，在它们实时，最终的视频捕获和处理中，主任，在它们的实时，最终的视频捕获和处理中，他们可以更加有效地操作网络。此外，重要的是，医生知道网络连接的质量，包括网络延迟和每秒图像的图像帧（吞吐量）。该系统应根据差的网络条件下限制医生，以限制患者伤害的风险。
为了克服实时系统操作的挑战，Kottenstette利用了他的基于模型的设计的创新记录。
Kottenste金宝apptte说:“MATLAB、Simulink和Simulink Real-Time™一直是我在CorPath系统上应用开发工作的主要内容，从引导机械臂运动的嵌入式电机控制，到与工作站通信的面镜图像的方式。”“我的团队使用基于模型的设计(Model-Based Design)对远程系统建模。”
这种方法已经获得了回报。例如，当Corindus开始开发其下一代平台CorPath GRX时，它在USB 3.0设备的实时支持之前就使用了通用相机。金宝app
“随着我们被推动开发一个未打断医生正常工作流程的先进实时视频能力，MathWorks与我们携手共进，以发展所需的支持，”Kottenstette说。金宝app“一旦我们有的话，我们可以根据需要压缩和解压缩图像，以便于远程运营商的实时传输和消耗。”
至于确保专用的实时网络能力，Corindus使用速度Goat族的目标机器 - 高性能计算机针对特定应用程序进行了优化 - 以执行其系统的任务关键应用程序。在操作现场和一个在远程位置的Speedgoat目标，在其支持介入驾驶舱，Corpath Grx令人钦佩。金宝app
Patel博士在他的报告中指出:“远程R-PCI手术在各个方面都是成功的。远程干预操作员评价机器人平台和网络连接系统的功能相当于实验室手动PCI操作，没有明显的程序延迟或技术困难。网络记录的平均延迟53毫秒证实了这一点，这很可能是运营商察觉不到的。”
Kottenstette设计了控制床边设备的金宝appSimulink Real-Time模型。
“MATLAB、S金宝appimulink和Simulink Real-Time一直是我在CorPath系统上应用开发工作的主要内容，从引导机械臂运动的嵌入式电机控制，到荧光图像与工作站的通信方式。我的团队使用基于模型的设计对远程系统进行建模。”
Nicholas Kottenstette博士，Corindus的研发人员
在远程R-PCI技术取得突破性成功的鼓舞下，科林达斯公司(Corindus)仍在继续努力，以期在脑治疗领域引领一场远程医疗革命。
Kottenstette说:“对于中风患者来说，每一秒都很重要，就像对于心脏病患者一样。”“我们能够用远程机器人协议治疗病人，无论他们身在何处，这是未来的趋势，在我们治疗中风时，这将推动我们的下一套CorPath创新。中风是美国第一大残疾原因，也是第五大死亡原因。”
看这个视频（3:11）查看Corindus如何在Speedgoat目标上运行实时应用程序，使用精确时间协议同步本地和远程站点时钟。
