https://frosthead.com

The Quest to Build the First Robotic Vagina

Kvinnekroppen er en komplisert ting - bare spør legen din. Nærmere bestemt viser kvinnes reproduksjonssystemer et bredt utvalg av anatomisk variasjon, og hoveddelen av damedelene våre er gjemt inni og usynlige for øyet. Dette gir leger på trening en skremmende utfordring: hvordan man mestrer den fryktede gynekologiske undersøkelsen.

Selv om et innflytelsesrikt helsepanel nylig antydet friske kvinner kanskje ikke trenger en full bekkenundersøkelse hvert eneste år, ser mange leger fremdeles den årlige eksamenen som en kritisk mulighet til å se etter kreftformer, cyster, fibroider og mer. Nå lager forskere ved Imperial College London en robot kvinnelig bekken som gjør at medisinstudenter kan lære å "se" kvinnekroppen ved å føle seg, så de vil være mer forberedt når de møter et levende menneske med føttene i stigbøyler.

Hvis disse forskerne lykkes, kan deres morsomme silikonopprettelse av den nedre kvinnelige overkroppen hjelpe nye leger til å bli bedre - raskere - med å gjennomføre den mest intime eksamen de fleste kvinner regelmessig møter. Det kan også sikre at disse legenes første eksamener er mer komfortable for kvinnene i mottakeren. Teamets prosjekt involverer 3D-avbildning samt haptisk teknologi for å simulere berøringssansen - et passende komplekst prosjekt for å simulere en kompleks fasit av den menneskelige anatomi.

Men selv med nyskapende teknikker er det en tøff prestasjon. Teamet har jobbet med prosjektet i omtrent fem år, og de opplever at det fortsatt er mye å lære om kvinnekroppen. "Det er fascinerende, virkelig, " sier Fernando Bello, professor i kirurgisk databehandling og simuleringsvitenskap som leder teamet. "Vi har jobbet med dette i mange år nå, og på mange måter føler vi det som om vi bare begynner å begynne."

Det hele startet med en endetarm. For rundt syv år siden begynte Bellos team utvikle en robotlig endetarmsmann for å hjelpe medisinstudenter med å praktisere prostataundersøkelser. Det er eksamen menn frykter mest, og det er ingen piknik for medisinstudenter og leger heller. Med sin modell ønsket forskerne å gjøre det enklere for begge parter ved å hjelpe studenter til å skille den "harde og knobete" følelsen av en kreftformig prostata fra en sunn følelse.

Det prosjektet endte opp med å bli mer tidkrevende enn forventet. Slik fungerer det: en trainee stikker en finger i silikon-rumpe, der den glir inne i en silikon fingerbøll som er festet til robotarmer. Programmerbar teknologi skaper en virtuell anatomi, med varierende grader av trykk som står på for coccyx, blære, bekkenbunn og prostata. (Når en students finger berører prostata, for eksempel, kan mer kraft gi en mer stiv følelse, noe som signaliserer et mulig karsinom.)

I mellomtiden ser en trainee på seg 3D-briller et bilde på en skjerm som viser fingeren i forhold til alle kroppsdeler som læres av følelse. En trener - som ellers har liten sans for fremdriften i den interne eksamenen - kan tilby tilbakemeldinger basert på hva som er sett på skjermen.

FemalePelvicAnatomicalVariability-WR.jpg Anatomien til det kvinnelige bekkenet kan variere veldig, som vist ved disse anatomiske modellene oppnådd fra MR-er av 10 friske frivillige. (Courtesy Bello lab)

Å klare å simulere endetarmen helt ned til presset og motstandskraften var allerede en imponerende bragd. Men rundt 18 måneder etter at prosjektet begynte, begynte Bello og teamet hans å jobbe med et kvinnelig bekken. De oppdaget raskt at det kom til å bli mye vanskeligere enn det første. "Den kvinnelige anatomi er mer kompleks eksternt og internt, på mange måter, " sier Bello. "Det er mer betydelig variabilitet, og det er et bredere spekter av variabler også."

De fleste kvinner er kjent med den bimanuelle bekkenundersøkelsen, der en lege bruker to hender - en inne og en utenfor kroppen din - for å føle seg rundt livmoren, eggstokkene og andre indre strukturer. Eksamen er ment å oppdage en rekke tilstander som graviditet, kreft og endometriose før kvinner faktisk utvikler symptomer, sier Sandra Carson, visepresident for utdanning for den amerikanske fødselslege- og gynekologekongressen. Legen prøver å finne ut: "Er livmoren myk, er den fremover, er den tippet bakover, er den forstørret, er det masser?" Sier Carson. Det samme besøket kan omfatte en visuell inspeksjon og en pap-utstrykning, som identifiserer livmorhalskreftceller.

For tiden lærer medisinstudenter å utføre disse eksamenene ved en rekke metoder, inkludert enklere plastsimulatorer, levende medisinske modeller som hjelper studenter gjennom kroppene deres og virkelige pasienter i en klinikk. Bello håper at hans robotbekken - som fungerer på samme måte som robotendetarmen, med haptisk teknologi og 3D-avbildning på en skjerm - vil kombinere den virkelige følelsen av et menneske med evnen til å se en typisk "usynlig" eksamen.

Men å skape teknologi som fungerer med en ekstern hånd og to innvendige fingre er vanskeligere enn å imøtekomme den enkle fingeren som kreves for en endetarmseksamen, sier Bello. For å forstå hvordan leger gjør det, hadde teamet fra Bellello erfarne at gynekologer gjennomførte eksamener med spesialutstyr på begge hender: puter som oppdager trykk så vel som elektromagnetiske sensorer som videresender plassering og bevegelse. De skannet også friske kvinner for å få bilder av deres reproduksjonssystemer å basere modellene på.

Bimanual bekkenundersøkelsen kan også være vanskeligere å mestre enn endetarmen fordi "leger må se etter strukturene i et større rom, " sier Bello. Det er ikke akkurat enkelt å tense opp en manns endetarm for å føle prostata hans, men det er mer enkelt. Eggstokkene kan derimot være litt mer subtile.

virget_simulator_inuse-may014-wr_720.jpg Medisiner praktiserer en simulert vaginal eksamen ved bruk av haptisk teknologi og datavisualisering. (Courtesy Bello lab)

"Eggstokkene er omtrent på størrelse med en mandel, " sier Elisa Jorgensen, en fjerdeårs OBGYN-beboer ved Yale New Haven Hospital. "Spesielt med større pasienter er det veldig, veldig vanskelig å føle dem når det ikke er noen patologi." Jorgensen minner om en "stressende" opplevelse da medstudenter ved Yale Medical School for første gang gjennomførte en bekkeneksamen, på levende modeller som var spesielt trent i å veilede newbies. "Mange av klassekameratene mine sa ved slutten av eksamen: 'Jeg lot som jeg følte eggstokken fordi jeg bare ville komme meg derfra.'"

Det er ikke bare at bekkeneksamen krever erfaring og dyktighet. Det er tross alt også teknisk ferdighet som kreves for å lytte til hjertet gjennom et stetoskop, påpeker Taraneh Shirazian, en assisterende professor i fødsels- og gynekologi ved NYU Langone Medical Center. Det er også slik at eksamens invasive natur kan være pinlig både for student og pasient. Medisinske studenter som benytter teknikken sin i kliniske omgivelser, står overfor den uunngåelige oppgaven å sette en engstelig pasient rolig, se ut som om de vet hva de gjør og prøver å innlemme veilederens tilbakemelding, på en gang.

I tillegg må de finne og undersøke mange flere organer enn bare prostata. "Det er definitivt mange variabler, hvis du vil, til kvinnelig anatomi, " sier Shirazian. For en veldig overvektig pasient, for eksempel, kan til og med livmoren være vanskelig å føle. Arrering fra en C-seksjon kan endre plasseringen av livmorhalsen og livmoren. Og fibroider kunne skyve den ene eggstokken over til siden. "Det er nyanser, " sier hun, for å si det mildt.

Carson fra ACOG sier robotbekkenet kan være et "fabelaktig" tillegg til medisinsk utdanning - forutsatt at det ikke er for dyrt. Bello og teamet hans jobber nå med å bygge en rimelig versjon av robot endetarmen for å selge til medisinsk skoler, og prøver å tiltrekke seg midler for å avgrense prototypen av det kvinnelige bekkenet. Han håper begge deler vil hjelpe nye leger med å oppdage problemer bedre og utføre intime eksamener på en måte som forårsaker mindre ubehag for pasientene. For øyeblikket sier han: "Jeg tror det er veldig sannsynlig at det er et element i læring på jobben."

The Quest to Build the First Robotic Vagina