Robot wykonuje pierwszą w pełni zautomatyzowaną laparoskopową operację

Nowy robot opracowany przez zespół na Uniwersytecie Johns Hopkins wykonał pierwszą laparoskopową operację bez pomocy ludzkiej. Wykonał operację na miękkiej tkance świń, co jest dużym krokiem w kierunku w pełni zautomatyzowanej operacji na ludziach.

Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)

Robot nazywa się Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) i został opisany w artykule opublikowanym w Science Robotics.

Axel Krieger jest adiunktem na wydziale inżynierii mechanicznej w Whiting School of Engineering. Jest również starszym autorem badania.

“Nasze wyniki pokazują, że możemy zautomatyzować jedno z najbardziej skomplikowanych i delikatnych zadań w chirurgii: połączenie dwóch końców jelita. Robot STAR wykonał tę procedurę na czterech zwierzętach i uzyskał znacznie lepsze wyniki niż ludzie wykonujący tę samą procedurę”, powiedział Krieger.

Robot okazał się szczególnie wydajny w zespoleniu jelitowym, która jest procedurą wymagającą powtarzalnego ruchu i precyzji. Jest to jeden z bardziej wymagających aspektów chirurgii gastroenterologicznej, ponieważ wymaga wysokiej precyzji i spójności. Niewielkie drżenie ręki mogłoby spowodować ogromne powikłania u pacjenta.

Budowanie na modelu z 2016 roku

Krieger pracował z zespołem w Children’s National Hospital w Waszyngtonie i Jin Kang, który jest profesorem inżynierii elektrycznej i komputerowej na Uniwersytecie Johns Hopkins. Razem stworzyli robota z systemem prowadzenia opartym na wizji, zaprojektowanym do szycia miękkiej tkanki. Obecny model jest oparty na modelu z 2016 roku, który mógł naprawić jelita świń. Jednak poprzedni model wymagał dużego nacięcia i prowadzenia przez ludzi.

Obecny system STAR został wyposażony w nowe funkcje, które zwiększają autonomię i poprawiają precyzję chirurgiczną. Obejmują one specjalistyczne narzędzia do szycia i najnowocześniejsze systemy obrazowania.

Według Kriegera, chirurgia tkanek miękkich jest dużym wyzwaniem dla robotów ze względu na nieprzewidywalność. Aby pokonać to wyzwanie, robot STAR został wyposażony w nowy system kontroli, który może dostosować plan chirurgiczny w czasie rzeczywistym, podobnie jak chirurg ludzki.

“To, co sprawia, że robot STAR jest wyjątkowy, to fakt, że jest to pierwszy system robota, który planuje, adaptuje i wykonuje plan chirurgiczny w tkance miękkiej z minimalną interwencją ludzką”, powiedział Krieger.

Kang i jego zespół studentów opracowali trójwymiarowy endoskop oparty na świetle strukturyzowanym i algorytm śledzenia oparty na uczeniu maszynowym, aby prowadzić system.

“Uważamy, że zaawansowany system wizji trójwymiarowej jest niezbędny, aby uczynić inteligentne roboty chirurgiczne mądrzejszymi i bezpieczniejszymi”, powiedział Kang.

Staje się coraz bardziej ważne, aby mieć automatyczne systemy robota zaprojektowane do procedur laparoskopowych.

“Zespolenie wykonywane przez robota jest jednym ze sposobów, aby zagwarantować, że zadania chirurgiczne wymagające wysokiej precyzji i powtarzalności mogą być wykonywane z większą precyzją i precyzją u każdego pacjenta, niezależnie od umiejętności chirurga”, powiedział Krieger. “Przypuszczamy, że to spowoduje demokratyzację podejścia do opieki chirurgicznej z bardziej przewidywalnymi i spójnymi wynikami pacjentów.”

Niektórzy z pozostałych członków zespołu odpowiedzialnych za robota STAR to Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei i Simon Leonard z Johns Hopkins. Badania były również wspomagane przez Michaela H. Hsieh, dyrektora oddziału Transitional Urology w Children’s National Hospital.