Robot Utfører Første Fullstendig Automatisert Laparoskopering

En ny robot utviklet av et team ved Johns Hopkins University har utført den første laparoskoperingen uten menneskelig hjelp. Den utførte operasjonen på mykvev i en gris, og det er et stort skritt mot fullstendig automatisert kirurgi på mennesker.

Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)

Roboten heter Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), og den ble beskrevet i en artikkel publisert i Science Robotics.

Axel Krieger er en assistentprofessor i maskinteknikk ved Johns Hopkins’ Whiting School of Engineering. Han er også seniorforfatter av forskningen.

“Våre funn viser at vi kan automatisere en av de mest kompliserte og ømfintlige oppgavene i kirurgi: gjenkobling av to ender av en tarm. STAR utførte prosedyren på fire dyr og produserte betydelig bedre resultater enn mennesker som utførte samme prosedyre,” sa Krieger.

Roboten viste seg å være spesielt effektiv i intestinal anastomose, som er en prosedyre som krever repetitiv bevegelse og presisjon. Det er en av de mer utfordrende aspektene av gastrointestinale kirurgi siden det krever høy nøyaktighet og konsistens. En liten håndbeving kunne føre til massive komplikasjoner for en pasient.

Bygging På 2016-Modell

Krieger arbeidet med et team ved Children’s National Hospital i Washington, D.C. og Jin Kang, som er en professor i elektro- og datateknikk ved Johns Hopkins. Sammen skapte de roboten med et visjonssystem designet for å sy softvev. Den nåværende modellen er bygget på en 2016-modell som kunne reparere en gris’ tarm. Men den tidligere modellen krevde en stor incisjon og veiledning fra mennesker.

Den nåværende STAR-systemet fikk nye funksjoner som forbedrer autonomi og kirurgisk presisjon. Dette inkluderer spesialiserte syverktøy og avanserte bilde-systemer.

Ifølge Krieger er softvev-kirurgi en stor utfordring for roboter på grunn av usikkerheten. For å overvinne dette, ble STAR utstyrt med et nytt kontrollsystem som kan justere den kirurgiske planen i sanntid, likt en menneskelig kirurg.

“Hva som gjør STAR spesiell er at det er det første robot-systemet som kan planlegge, tilpasse og utføre en kirurgisk plan i softvev med minimal menneskelig inngripen,” sa Krieger.

Kang og hans team av studenter utviklet et strukturlys-basert 3D-endoskop og en maskinlæring-basert sporingsalgoritme for å guide systemet.

“Vi tror at et avansert 3D-maskin-syn er essensielt for å gjøre intelligente kirurgiske roboter smartere og sikrere,” sa Kang.

Det blir stadig viktigere å ha automatiske robot-systemer designet for laparoskopiske prosedyrer.

“Robotic anastomose er en måte å sikre at kirurgiske oppgaver som krever høy presisjon og repeterbarhet kan utføres med mer nøyaktighet og presisjon i hver pasient, uavhengig av kirurgens ferdigheter,” sa Krieger. “Vi hypotetiserer at dette vil føre til en demokratisert kirurgisk tilnærming til pasient-omsorg med mer forutsigbare og konsistente pasient-resultater.”

Noen av de andre team-medlemmene som var ansvarlige for STAR inkluderer Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei og Simon Leonard fra Johns Hopkins. Forskningen ble også assistert av Michael H. Hsieh, direktør for Transitional Urology ved Children’s National Hospital.