روبوت يؤدي أول جراحة لاباروسكوبية بالكامل آليًا

تم تطوير روبوت جديد من قبل فريق في جامعة جونز هوبكينز وقد أجرى أول جراحة لاباروسكوبية بدون مساعدة بشرية. وقد أجرى الجراحة على الأنسجة الرخوة لخنزير، وهي خطوة كبيرة نحو الجراحة الكاملة الآلية على البشر.

روبوت الأنسجة الذكي المستقل (STAR)

يسمى الروبوت روبوت الأنسجة الذكي المستقل (STAR)، وقد وُصِف في ورقة نشرت في Science Robotics.

أكسيل كريجر هو أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية في كلية وايتينغ للهندسة في جامعة جونز هوبكينز. وهو أيضًا المؤلف الأقدم للبحث.

“تظهر نتائجنا أننا يمكن أتمتة إحدى أكثر المهام تعقيدًا وحساسية في الجراحة: إعادة الاتصال بين نهايتي الأمعاء. وقد قام الروبوت STAR بتنفيذ الإجراء في أربعة حيوانات ونتج عنه نتائج أفضل بكثير من تلك التي قام بها البشر في نفس الإجراء”، قال كريجر.

أثبت الروبوت كفاءته بشكل خاص في المفاغرة المعوية، وهو إجراء يتطلب حركة متكررة ودقة. وهو أحد الجوانب الأكثر تحديًا في جراحة الجهاز الهضمي لأنه يتطلب دقة عالية واتساقًا. وقد يؤدي ارتجاف طفيف في اليد إلى مضاعفات خطيرة للمريض.

بناءً على نموذج 2016

عمل كريجر مع فريق في مستشفى الأطفال الوطني في واشنطن العاصمة وجين كانغ، الذي هو أستاذ في الهندسة الكهربائية والحاسوبية في جونز هوبكينز. معًا قاموا بإنشاء الروبوت بنظام توجيه بالرؤية مصمم لخياطة الأنسجة اللينة. النموذج الحالي مبني على نموذج 2016 الذي كان قادرًا على إصلاح أمعاء الخنزير. ومع ذلك، فإن النموذج السابق يتطلب شقًا كبيرًا وتوجيهًا من البشر.

تم تزويد نظام STAR الحالي بميزات جديدة تعزز الاستقلالية وتحسن الدقة الجراحية. وتشمل هذه أدوات الخياطة المتخصصة وأنظمة التصوير المتقدمة.

وفقًا لكريجر، فإن جراحة الأنسجة اللينة تحد كبير للروبوتات نظرًا لصعوبة التنبؤ بسلوك الأنسجة. للتغلب على هذا، تم تزويد STAR بنظام تحكم جديد يمكنه تعديل الخطة الجراحية في الوقت الفعلي، مشابهة لجراح بشري.

“ما يجعل STAR مميزًا هو أنه أول نظام روبوتي يخطط ويتكيف وينفذ خطة جراحية في الأنسجة اللينة مع تدخل بشري قليل”، قال كريجر.

قام كانغ وفريقه من الطلاب بتطوير منظار ثلاثي الأبعاد قائم على الضوء المنظّم وخوارزمية تتبع قائمة على التعلم الآلي لتوجيه النظام.

“نعتقد أن نظام متقدم للرؤية الآلية ثلاثية الأبعاد ضروري لجعل الروبوتات الجراحية الذكية أكثر ذكاء وأمانًا”، قال كانغ.

من المهم بشكل متزايد وجود أنظمة روبوتية آلية مصممة للعمليات الجراحية اللاباروسكوبية.

“المفاغرة بمساعدة الروبوت هو أحد الطرق لضمان أن المهام الجراحية التي تتطلب دقة عالية وقابلية للتكرار يمكن أن تُنجز بدقة أكبر وثبات في كل مريض مستقل عن مهارة الجراح”، قال كريجر. “نفترض أن هذا سينتج عنه نهج جراحي ديمقراطي لرعاية المرضى مع نتائج أكثر قابلية للتوقع وثباتًا”.

من بين أعضاء الفريق الآخرين المسؤولين عن STAR هم هامد سعيدي، جاستن دي. أوفيرمان، مايكل كام، شوين وي، وسايمون ليونارد من جونز هوبكينز. كما ساعدت الأبحاث من قبل مايكل إتش. هسي، مدير قسم Transitional Urology في مستشفى الأطفال الوطني.