Робот проводит первую полностью автоматизированную лапароскопическую операцию

Новый робот, разработанный командой из Университета Джона Хопкинса, провел первую лапароскопическую операцию без помощи человека. Он провел операцию на мягких тканях свиньи, и это важный шаг на пути к полностью автоматизированной операции на людях.

Умный тканевый автономный робот (STAR) 

Робот называется Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), и он был описан в статье, опубликованной в Робототехника. 

Аксель Кригер — доцент кафедры машиностроения в Инженерной школе Уайтинга Джона Хопкинса. Он также является старшим автором исследования. 

«Наши результаты показывают, что мы можем автоматизировать одну из самых сложных и деликатных задач в хирургии: повторное соединение двух концов кишечника. STAR провел процедуру на четырех животных и дал значительно лучшие результаты, чем люди, выполняющие ту же процедуру», — сказал Кригер.

Робот оказался особенно эффективным при кишечном анастомозе, который требует повторяющихся движений и точности. Это один из наиболее сложных аспектов хирургии желудочно-кишечного тракта, поскольку он требует высокой точности и последовательности. Легкий тремор рук может привести к массивным осложнениям для пациента. 

Опираясь на модель 2016 года

Кригер работал с командой в Детской национальной больнице в Вашингтоне, округ Колумбия, и Джином Кангом, профессором электротехники и вычислительной техники Университета Джона Хопкинса. Вместе они создали робота с системой визуального контроля, предназначенной для сшивания мягких тканей. Текущая модель основана на модели 2016 года, которая могла восстанавливать кишечник свиньи. Однако предыдущая модель требовала большого разреза и руководства со стороны человека. 

Нынешняя система STAR получила новые функции, повышающие автономность и хирургическую точность. К ним относятся специализированные инструменты для наложения швов и современные системы визуализации. 

По словам Кригера, хирургия мягких тканей является серьезной проблемой для роботов, учитывая непредсказуемость. Чтобы преодолеть это, STAR был оснащен новой системой управления, которая может корректировать хирургический план в режиме реального времени, подобно человеку-хирургу.

«Что делает STAR особенным, так это то, что это первая роботизированная система, которая планирует, адаптирует и выполняет хирургический план в мягких тканях с минимальным вмешательством человека», — сказал Кригер.

Канг и его команда студентов разработали трехмерный эндоскоп на основе структурного света и алгоритм отслеживания на основе машинного обучения для управления системой. 

«Мы считаем, что передовая система трехмерного машинного зрения необходима для того, чтобы сделать интеллектуальных хирургических роботов умнее и безопаснее», — сказал Канг.

Становится все более важным иметь автоматические роботизированные системы, предназначенные для лапароскопических процедур. 

«Роботизированный анастомоз — это один из способов гарантировать, что хирургические задачи, требующие высокой точности и воспроизводимости, могут выполняться с большей точностью у каждого пациента, независимо от навыков хирурга», — сказал Кригер. «Мы предполагаем, что это приведет к демократизированному хирургическому подходу к лечению пациентов с более предсказуемыми и последовательными результатами».

В число других членов команды, ответственных за STAR, входят Хамед Саэйди, Джастин Д. Опферманн, Майкл Кам, Шувен Вей и Саймон Леонард из Университета Джона Хопкинса. В исследовании также участвовал Майкл Х. Хси, директор отделения переходной урологии в Детской национальной больнице.