Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Smart robot can send ultrasound scans across the Internet

Two students have built a robotic ultrasound scanner that makes it possible for doctors to carry out image-diagnostic procedures on patients located at a distance from hospitals. The invention will be launched on the global market in the course of a few months.

2015.05.20 | Kim Harel

An arm from an industrial robot, a scanning head produced in a 3D printer, and a small amount of new robotic technology. These are the main ingredients in the invention made by two students in connection with their now completed MSc project. The patent is in the bag and they will launch an ultrasound robot on the global market in a few months. (Photo: Johannes Hollensberg)

Ultrasound scanning is a difficult discipline. It requires considerable expertise in image analysis and many years of practical experience in scanning. The experts are often found at the major hospitals, and this is a problem – because what do you do when the patients are in remote parts of the country?

Read more (in Danish only) below. For contact details in English, go to the bottom of the page.

Trådløs scanning med fuld lægekontrol
Ultralydsscanning kan bruges i mange diagnostiske sammenhænge. Man kan for eksempel se indre blødninger, kontrollere hjertefunktion, undersøge fostre og opdage cancer. Og metoden er både billig, non-invasiv og helt uskadelig.

Men i dag giver de geografiske afstande mellem scanningslæger og patienter en række begrænsninger for brugen af ultralyd som diagnostisk metode. Det forklarer Søren Pallesen, som er en af de studerende bag robotopfindelsen:

”Ultralydsscanning er et håndværk, og kvaliteten af den enkelte scanning er meget operatørafhængig. Metoden har et kæmpe potentiale, som ikke kan indfries i dag, fordi eksperterne er få, og udstyret er tungt, kablet og mangler mobilitet. Derfor besluttede vi os for at udvikle en trådløs teknologi og dermed en telemedicinsk løsning på problemet med de geografiske afstande. ”

De to studerende har på bare et enkelt år lavet en færdig prototype på en robotstyret ultralydsscanner. Arbejdet er udført i forbindelse med deres kandidatprojekt på civilingeniøruddannelsen i Biomedicinsk teknologi på Aarhus Universitet.  

Prototypen bygger på et system, hvor lægen kan fjernstyre en robotarm påmonteret en ultralydsprobe og dermed gennemføre scanninger med meget høj grad af præcision over store afstande.

”Hvis vi tager Danmark som case, kan ultralydseksperten sidde på et hospital og gennemføre trådløse scanninger af patienter, som befinder sig langt væk. Det kunne være fjerne områder som for eksempel Grønland. På den måde kan man sige, at vores opfindelse bidrager til, at flere borgere kan få adgang til samme service,” siger Johannes Hollensberg, studerende, Aarhus Universitet.

Robotarmen stammer fra en helt almindelig industrirobot. Montagehovedet til ultralydsproben har de studerende printet i en 3D-printer. Og kommunikationen mellem læge og patient foregår via videolink, som vi kender det fra for eksempel Skype.

Se hvordan robotstyret ultralyd virker (link til video) www.ultralydsrobot.dk

Begejstring blandt læger
De studerende har udviklet scanningsrobotten med input fra scanningslæger inden for flere lægelige specialer på Aarhus Universitetshospital, og i forrige uge blev systemet endeligt testet.

Lars Bolvig er en af Danmarks førende ultralydseksperter, og han har store forventninger til teknologiens udbredelse:  

”Teknologien har stort potentiale, især for patienter, der er langt fra de store sygehuse. Desuden kan opfindelsen komme udviklingslandene til gode, hvor der kun er få scanningslæger,” siger han.

Scanningslægen styrer robotarmen med et joystick og gennemfører analyserne i realtid. Fra et lille instrumentbræt kan han med fuld kontrol regulere alle ultralydsfunktioner som for eksempel dybde og lysstyrke, og han har mulighed for at zoome med musen.

I dag findes endnu ingen kommercielle produkter til fjernstyret ultralydsscanning.

Ny mulighed for graviditetsscanninger
De studerendes opfindelse kan også få betydning for dagligdagen på graviditetsscanningsklinikker, hvor læger, sygeplejersker og jordemødre hver dag udfordres på dårlige arbejdsstillinger.

”Det er meget vanskeligt at gennemføre gentagne graviditetsscanninger ergonomisk korrekt. En robotstyret scanningsprocedure vil give et langt bedre fysisk arbejdsmiljø for det kliniske personale, og de gravide vil i fremtiden muligvis ikke behøve at rejse ret langt for at få foretaget scanningerne,” siger Søren Pallesen.

De to studerende har udviklet deres robotstyrede scanner med nogle særlige elektroniske og mekaniske features, der gør, at lægen eller sygeplejersken får feedback, når robotarmen rammer huden og informationer om hvor hårdt, den trykker på patienten. Det giver en intuitiv styring, der minder meget om den fysiske scanningsmetode.

Hvis alt går vel, er ultralydsrobotten klar til salg allerede til efteråret. Først skal de studerende validere systemet til fjernstyring i en række medicinske forsøg.

For more information, please contact

Søren Pallesen
sorenpallesen@hotmail.com
+45 2467 5648

Johannes Hollensberg
johannes@hollensberg.com
+45 4059 0773

More information

Read more about the ultrasound robot (in Danish only) at the students’ project website here.

 

 

 

School of Engineering Aarhus University, Department of Engineering, Public / media