Robot provedl první plně automatizovanou laparoskopickou operaci

Nový robot vyvinutý týmem na Johns Hopkins University provedl první laparoskopickou operaci bez lidské pomoci. Provedl operaci na měkkých tkáních prasat a je to velký krok směrem k plně automatizované operaci na lidech.

Chytrý tkáňový autonomní robot (STAR)

Robot se jmenuje Chytrý tkáňový autonomní robot (STAR) a byl popsán v článku publikovaném v Science Robotics.

Axel Krieger je odborný asistent mechanického inženýrství na Whiting School of Engineering na Johns Hopkins. Je také seniorským autorem výzkumu.

“Naše výsledky ukazují, že můžeme automatizovat jeden z nejkomplikovanějších a nejdelikátnějších úkolů v chirurgii: opětovné spojení dvou konců střeva. Robot STAR provedl postup u čtyř zvířat a dosáhl výrazně lepších výsledků než lidé, kteří provedli stejný postup,” řekl Krieger.

Robot se zvláště osvědčil při intestinální anastomóze, což je postup, který vyžaduje opakované pohyby a přesnost. Je to jedna z nejobtížnějších částí gastrointestinální chirurgie, protože vyžaduje vysokou přesnost a konzistenci. I malý třes rukou by mohl vést k velkým komplikacím pro pacienta.

Vybudováno na modelu z roku 2016

Krieger pracoval s týmem v Children’s National Hospital ve Washingtonu, D.C. a Jin Kang, který je profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství na Johns Hopkins. Společně vytvořili robota s vizuálním systémem navrženým pro šití měkkých tkání. Současný model je vybudován na modelu z roku 2016, který byl schopen opravit střeva prasat. Předchozí model však vyžadoval velkou incizi a vedení od lidí.

Současný systém STAR byl vybaven novými funkcemi, které zlepšují autonomii a chirurgickou přesnost. Patří mezi ně specializované šicí nástroje a nejmodernější zobrazovací systémy.

Podle Kriegera je chirurgie měkkých tkání velkou výzvou pro roboty kvůli nepředvídatelnosti. Aby tuto výzvu překonali, byl robot STAR vybaven novým kontrolním systémem, který může upravit chirurgický plán v reálném čase, podobně jako lidský chirurg.

“To, co dělá robota STAR zvláštním, je to, že je to první robotický systém, který může plánovat, přizpůsobovat a provádět chirurgický plán v měkkých tkáních s minimálním lidským zásahem,” řekl Krieger.

Kang a jeho tým studentů vyvinuli trojrozměrný endoskop založený na strukturovaném světle a algoritmus založený na strojovém učení pro sledování, aby mohli vést systém.

“Věříme, že pokročilý trojrozměrný systém strojového vidění je nezbytný pro to, aby inteligentní chirurgické roboty byly chytřejší a bezpečnější,” řekl Kang.

Stává se stále důležitějším mít automatické robotické systémy navržené pro laparoskopické postupy.

“Robotická anastomóza je jedním ze způsobů, jak zajistit, že chirurgické úkoly, které vyžadují vysokou přesnost a opakovatelnost, mohou být prováděny s větší přesností a konzistencí u každého pacienta, nezávisle na dovednostech chirurga,” řekl Krieger. “Hypotézujeme, že to povede k demokratizované chirurgickému přístupu k péči o pacienty s více předvídatelnými a konzistentními výsledky.”

Některými z dalších členů týmu, kteří jsou zodpovědní za robota STAR, jsou Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei a Simon Leonard z Johns Hopkins. Výzkum byl také podporován Michaelem H. Hsiehem, ředitelem oddělení Transitional Urology v Children’s National Hospital.