Ρομπότ Εκτελεί την Πρώτη Πλήρως Αυτοματοποιημένη Λαπαροσκοπική Χειρουργική

Ένα νέο ρομπότ που αναπτύχθηκε από μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς έχει εκτελέσει την πρώτη λαπαροσκοπική χειρουργική χωρίς ανθρώπινη βοήθεια. Εκτέλεσε την χειρουργική επέμβαση στο μαλακό ιστό ενός χοίρου και είναι ένα σημαντικό βήμα προς την πλήρως αυτοματοποιημένη χειρουργική σε ανθρώπους.

Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)

Το ρομπότ ονομάζεται Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) και περιγράφηκε σε ένα έγγραφο που δημοσιεύθηκε στο Science Robotics.

Ο Άξελ Κρίγκερ είναι επίκουρος καθηγητής μηχανολογίας στη Σχολή Μηχανικής Whiting του Πανεπιστημίου Τζονς Χόπκινς. Είναι επίσης ο ανώτερος συγγραφέας της έρευνας.

“Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι μπορούμε να αυτοματοποιήσουμε μία από τις πιο περίπλοκες και λεπτές εργασίες στη χειρουργική: την επανασύνδεση των δύο άκρων ενός εντέρου. Το STAR εκτέλεσε την διαδικασία σε τέσσερα ζώα και παρήγαγε σημαντικά καλύτερα αποτελέσματα από ό,τι οι άνθρωποι που εκτέλεσαν την ίδια διαδικασία,” είπε ο Κρίγκερ.

Το ρομπότ αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην εντερική αναστόμωση, η οποία είναι μια διαδικασία που απαιτεί επαναλαμβανόμενη κίνηση και ακρίβεια. Είναι μια από τις πιο απαιτητικές πτυχές της γαστρεντερικής χειρουργικής, επειδή απαιτεί υψηλή ακρίβεια και συνεχή αποτελέσματα. Μια ελαφριά δόνηση του χεριού θα μπορούσε να οδηγήσει σε τεράστιες επιπλοκές για τον ασθενή.

Κτίζοντας πάνω στο Μοντέλο του 2016

Ο Κρίγκερ συνεργάστηκε με μια ομάδα στο Children’s National Hospital στην Ουάσινγκτον και τον Τζιν Κανγκ, ο οποίος είναι καθηγητής ηλεκτρικής και υπολογιστικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς. Μαζί δημιούργησαν το ρομπότ με ένα σύστημα οδηγούμενο από όραση, σχεδιασμένο για να ράψει μαλακό ιστό. Το τρέχον μοντέλο είναι κατασκευασμένο πάνω σε ένα μοντέλο του 2016 που ήταν σε θέση να επιδιορθώσει τα έντερα ενός χοίρου. Ωστόσο, το προηγούμενο μοντέλο απαιτούσε μια μεγάλη τομή και καθοδήγηση από ανθρώπους.

Το τρέχον σύστημα STAR έλαβε νέες λειτουργίες που ενισχύουν την αυτονομία και βελτιώνουν την χειρουργική ακρίβεια. Αυτές περιλαμβάνουν εξειδικευμένα εργαλεία ραφής και σύγχρονα συστήματα εικόνας.

Σύμφωνα με τον Κρίγκερ, η χειρουργική του μαλακού ιστού είναι μια σημαντική πρόκληση για τα ρομπότ, λόγω της απρόβλεπτης φύσης του. Για να ξεπεραστεί αυτό, το STAR εξοπλίστηκε με ένα νέο σύστημα ελέγχου που μπορεί να προσαρμόσει το χειρουργικό σχέδιο σε πραγματικό χρόνο, παρόμοιο με έναν ανθρώπινο χειρουργό.

“Αυτό που κάνει το STAR ιδιαίτερο είναι ότι είναι το πρώτο ρομποτικό σύστημα που σχεδιάζει, προσαρμόζει και εκτελεί ένα χειρουργικό σχέδιο σε μαλακό ιστό με ελάχιστη ανθρώπινη παρέμβαση,” είπε ο Κρίγκερ.

Ο Κανγκ και η ομάδα των φοιτητών του ανέπτυξαν ένα τρισδιάστατο ενδοσκόπιο βασισμένο σε δομημένο φως και έναν αλγόριθμο παρακολούθησης με βάση τη μηχανική μάθηση για να οδηγήσουν το σύστημα.

“Πιστεύουμε ότι ένα προηγμένο σύστημα τρισδιάστατης μηχανικής όρασης είναι απαραίτητο για να κάνει τα ευφυή χειρουργικά ρομπότ πιο έξυπνους και ασφαλέστερους,” είπε ο Κανγκ.

Γίνεται ολοένα και πιο σημαντικό να υπάρχουν αυτόματα ρομποτικά συστήματα σχεδιασμένα για λαπαροσκοπικές διαδικασίες.

“Η ρομποτική αναστόμωση είναι ένας τρόπος να διασφαλιστεί ότι οι χειρουργικές εργασίες που απαιτούν υψηλή ακρίβεια και επαναλαμβανόμενη κίνηση μπορούν να εκτελεστούν με μεγαλύτερη ακρίβεια και ακρίβεια σε κάθε ασθενή, ανεξάρτητα από τις ικανότητες του χειρουργού,” είπε ο Κρίγκερ. “Υποθέτουμε ότι αυτό θα οδηγήσει σε μια δημοκρατική χειρουργική προσέγγιση για την φροντίδα των ασθενών με πιο προβλέψιμα και συνεχή αποτελέσματα.”

Ορισμένα από τα άλλα μέλη της ομάδας που ευθύνονται για το STAR περιλαμβάνουν τους Χάμετ Σαΐντι, Τζάστιν Ντ. Όπφερμαν, Μάικλ Καμ, Shuwen Wei και Σάιμον Λέοναρντ από το Τζονς Χόπκινς. Η έρευνα βοηθήθηκε επίσης από τον Μάικλ Χ. Χσιέχ, διευθυντή της μονάδας Transitional Urology στο Νοσοκομείο Παιδιών.