โรบอททำการผ่าตัดลาปาโรสโคปีแบบอัตโนมัติครั้งแรก

โรบอทใหม่ที่พัฒนาโดยทีมงานจากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ได้ทำการผ่าตัดลาปาโรสโคปีโดยไม่มีการช่วยเหลือจากมนุษย์ โรบอทได้ทำการผ่าตัดบนเนื้อเยื่อของหมู และเป็นก้าวสำคัญสู่การผ่าตัดอัตโนมัติในมนุษย์

โรบอทอัตโนมัติสำหรับเนื้อเยื่อสมาร์ท (STAR)

โรบอทนี้เรียกว่า โรบอทอัตโนมัติสำหรับเนื้อเยื่อสมาร์ท (STAR) และได้รับการอธิบายในบทความที่ตีพิมพ์ใน Science Robotics

Axel Krieger เป็นรองศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมเครื่องจักรจากโรงเรียนวิศวกรรม Whiting ของจอห์นฮอปกินส์ และเป็นผู้เขียนหลักของการวิจัยนี้

“ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าเราสามารถทำให้การผ่าตัดอัตโนมัติเป็นหนึ่งในงานที่ซับซ้อนและละเอียดที่สุดในศัลยกรรม: การเชื่อมต่อระหว่างท่อที่ตัดออก STAR ทำการผ่าตัดนี้ใน bốnสัตว์ทดลองและให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าการผ่าตัดโดยมนุษย์” Krieger กล่าว

โรบอทนี้แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการผ่าตัดที่ต้องใช้การเคลื่อนไหวซ้ำๆ และความแม่นยำ เช่น การผ่าตัดท่อที่ต้องเชื่อมต่อ ซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนที่ท้าทายที่สุดของการผ่าตัดทางเดินอาหาร เนื่องจากต้องใช้ความแม่นยำและความสม่ำเสมอ

พัฒนาต่อจากแบบจำลองปี 2016

Krieger ทำงานร่วมกับทีมจากโรงพยาบาลเด็กแห่งชาติในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. และ Jin Kang ผู้เป็นศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของจอห์นฮอปกินส์ ร่วมกันสร้างโรบอทที่มีระบบการมองเห็นที่ถูกออกแบบมาเพื่อเย็บเนื้อเยื่อแบบอัตโนมัติ โมเดลปัจจุบันถูกสร้างขึ้นจากแบบจำลองปี 2016 ที่สามารถซ่อมท่อที่ตัดออกของหมูได้ แต่แบบจำลองก่อนหน้านี้ต้องใช้การผ่าตัดขนาดใหญ่และคำแนะนำจากมนุษย์

ระบบ STAR ปัจจุบันได้รับการเพิ่มคุณสมบัติใหม่ที่ช่วยเพิ่มความอัตโนมัติและความแม่นยำในการผ่าตัด เช่น เครื่องมือเย็บที่พิเศษและระบบการมองเห็นที่ทันสมัย

ตาม Krieger การผ่าตัดเนื้อเยื่อเป็นความท้าทายสำหรับโรบอทเนื่องจากความไม่แน่นอน เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ STAR ได้รับการติดตั้งระบบควบคุมใหม่ที่สามารถปรับแผนการผ่าตัดในเวลาจริง เช่นเดียวกับศัลยแพทย์มนุษย์

“สิ่งที่ทำให้ STAR พิเศษคือเป็นระบบโรบอทแรกที่สามารถวางแผน ปรับเปลี่ยน และดำเนินการผ่าตัดในเนื้อเยื่อโดยมีการแทรกแซงจากมนุษย์น้อยที่สุด” Krieger กล่าว

Kang และทีมนักศึกษาของเขาได้พัฒนาเครื่องมือการมองเห็นสามมิติที่ใช้แสงและอัลกอริทึมการติดตามที่ใช้การเรียนรู้ของเครื่องเพื่อช่วยให้ระบบทำงาน

“เรามั่นใจว่าระบบการมองเห็นสามมิติที่ทันสมัยเป็นสิ่งจำเป็นในการทำให้โรบอทผ่าตัดอัจฉริยะมีความฉลาดและปลอดภัยมากขึ้น” Kang กล่าว

การมีระบบโรบอทอัตโนมัติที่ออกแบบมาเพื่อการผ่าตัดลาปาโรสโคปีเป็นสิ่งสำคัญมากขึ้น

“การผ่าตัดอัตโนมัติเป็นวิธีหนึ่งในการรับรองว่าการผ่าตัดที่ต้องใช้ความแม่นยำและความซ้ำซ้อนสามารถทำได้ด้วยความแม่นยำและความสม่ำเสมอในผู้ป่วยทุกคน โดยไม่ขึ้นอยู่กับทักษะของศัลยแพทย์” Krieger กล่าว “เราคาดว่าสิ่งนี้จะนำไปสู่การผ่าตัดที่มีการเข้าถึงและผลลัพธ์ที่คาดการณ์ได้มากขึ้น”

สมาชิกทีมอื่นๆ ที่รับผิดชอบต่อ STAR รวมถึง Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei และ Simon Leonard จากจอห์นฮอปกินส์ การวิจัยนี้ได้รับการช่วยเหลือจาก Michael H. Hsieh ผู้อำนวยการแผนกศัลยกรรมเด็กที่โรงพยาบาลเด็กแห่งชาติ