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 seniorem autorem badań.

“Nasze wyniki pokazują, że możemy zautomatyzować jedną 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 intestinalnej anastomozie, 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 dużej 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 strukturalnym 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.

“Anastomoza 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 Urologii Przejściowej w Children’s National Hospital.