ロボットが初の完全自動ラパロスコピー手術を実施

ジョンズ・ホプキンス大学のチームによって開発された新しいロボットが、人間の助けなしで初のラパロスコピー手術を実施しました。ロボットは、豚の軟組織で手術を実施し、人間に対する完全自動手術への大きな一歩となりました。

スマート・ティッシュ・アウトノマス・ロボット（STAR）

ロボットの名前は、スマート・ティッシュ・アウトノマス・ロボット（STAR）です。STARは、サイエンス・ロボティクスに掲載された論文で説明されています。

アクセル・クリーガーは、ジョンズ・ホプキンス大学の機械工学の助教授であり、研究の主任著者です。

「私たちの研究結果は、手術で最も複雑で繊細なタスクの1つである、腸の両端の再接続を自動化できることを示しています。STARは4頭の動物で手術を実施し、人間が同様の手術を実施した場合よりもはるかに優れた結果を生み出しました」とクリーガーは述べました。

ロボットは、腸のアナストモーゼ（intestinal anastomosis）において特に優れており、これは繰り返しの動きと精度が必要な手術です。これは、腸の手術で最も困難な側面の1つであり、高い精度と一貫性が必要です。わずかな手の震えが患者にとって大きな合併症につながる可能性があります。

2016年モデルの基盤

クリーガーは、ワシントンD.C.のチルドレンズ・ナショナル・ホスピタルでチームと協力し、ジョンズ・ホプキンス大学の電気・コンピューター工学の教授であるジン・カンと共に、STARを開発しました。ロボットには、軟組織を縫合するためのビジョン誘導システムが搭載されています。現在のモデルは、豚の腸を修復できる2016年のモデルを基盤にしています。しかし、以前のモデルでは、大きな切開と人間の誘導が必要でした。

STARシステムには、自律性を高め、手術の精度を向上させる新しい機能が追加されています。これには、特殊な縫合工具と最先端の画像システムが含まれます。

クリーガーによると、軟組織手術は、予測不可能性のため、ロボットにとって大きな課題です。この課題を克服するために、STARには、人間の外科医と同様に、手術計画をリアルタイムで調整できる新しい制御システムが搭載されています。

「STARが特別なのは、軟組織で最小限の人間の介入で手術計画を計画、適応、実行できる最初のロボットシステムであることです」とクリーガーは述べました。

カンと彼の学生チームは、構造光ベースの3次元内視鏡とマシン・ラーニング・ベースのトラッキング・アルゴリズムを開発して、システムを誘導しました。

「私たちは、先進的な3次元マシン・ビジョン・システムが、知能的な手術ロボットをより賢く、より安全にするために不可欠であると考えています」とカンは述べました。

ラパロスコピー手術用の自動ロボット・システムの開発は、ますます重要になっています。

「ロボット・アナストモーゼは、高い精度と繰り返し精度が必要な手術タスクを、外科医のスキルに依存しない患者ごとにより正確に実行できるようにする1つの方法です。私たちは、これが患者ケアへのより民主的な手術アプローチにつながり、より予測可能で一貫した患者結果につながることを仮定しています」とクリーガーは述べました。

STARを開発した他のチームメンバーには、ジョンズ・ホプキンス大学のハメド・セイディ、ジャスティン・D・オッパーマン、ミカエル・カム、シューウェン・ウェイ、サイモン・レナードがいます。研究はまた、チルドレンズ・ナショナル・ホスピタルの移行期泌尿器科部長であるマイケル・H・シューによって支援されました。