Робот виконує першу повністю автоматизовану лапароскопічну операцію

Новий робот, розроблений командою в Університеті Джонса Хопкінса, виконав першу лапароскопічну операцію без допомоги людини. Він виконав операцію на м’яких тканинах свині, і це є значним кроком до повністю автоматизованої операції на людях.

Розумний тканинний автономний робот (STAR) 

Робот називається Розумний тканинний автономний робот (STAR), і про нього було описано в статті, опублікованій в Science Robotics. 

Аксель Крігер – асистент професора механічної інженерії в Школі інженерії Вітінга Університету Джонса Хопкінса. Він також є старшим автором дослідження. 

“Наші дослідження показують, що ми можемо автоматизувати одну з найбільш складних і деликатних задач у хірургії: з’єднання двох кінців кишківника. Робот STAR виконав цю процедуру на чотирьох тваринах і показав значно кращі результати, ніж люди, які виконували ту саму процедуру”, – сказав Крігер.

Робот особливо добре показав себе при інтестинальній анастомозі, яка є процедурою, що вимагає повторюваного руху і точності. Це одна з найбільш складних аспектів хірургії органів травлення, оскільки вона вимагає високої точності і послідовності. Незначне тремтіння руки могло б призвести до великих ускладнень у пацієнта. 

Розширення моделі 2016 року

Крігер працював з командою в Дитячій лікарні у Вашингтоні і Джином Канґом, який є професором електротехніки і комп’ютерних наук Університету Джонса Хопкінса. Разом вони створили робота з системою, керованою зором, призначеною для швів м’яких тканин. Поточна модель побудована на основі моделі 2016 року, яка могла ремонтувати кишківник свині. Однак попередня модель вимагала великого розрізу і керівництва людини. 

Поточна система STAR була оснащена новими функціями, які підвищують автономність і покращують хірургічну точність. До них належать спеціалізовані швейні інструменти і сучасні системи зображення. 

За словами Крігера, хірургія м’яких тканин є великим викликом для роботів через непередбачуваність. Для подолання цього робота STAR був оснащений новою системою контролю, яка може коригувати хірургічний план в режимі реального часу, подібно до людського хірурга.

“Що робить STAR особливим, так це те, що це перший робототехнічна система, яка планує, адаптується і виконує хірургічний план у м’яких тканинах з мінімальною втручанням людини”, – сказав Крігер.

Канґ і його команда студентів розробили структуру світла на основі тривимірного ендоскопа і алгоритм відстежування на основі машинного навчання для керування системою. 

“Ми вважаємо, що сучасна тривимірна система машинного зору є суттєвою для створення розумних хірургічних роботів, які будуть більш розумними і безпечними”, – сказав Канґ.

Стає все більш важливим мати автоматичні роботизовані системи, призначені для лапароскопічних процедур. 

“Робототехнічна анастомоз є одним з способів забезпечити виконання хірургічних завдань, які вимагають високої точності і повторюваності, з більшою точністю і точністю у кожного пацієнта, незалежно від уміння хірурга”, – сказав Крігер. “Ми припускаємо, що це призведе до демократизації хірургічного підходу до лікування пацієнтів з більш передбачуваними і послідовними результатами лікування.”

Деякі інші члени команди, відповідальні за STAR, включають Хамеда Саїді, Джастіна Д. Оппермана, Майкла Кама, Шувена Вея і Саймона Леонарда з Університету Джонса Хопкінса. Дослідження також було підтримано Майклом Х. Хсі, директором Транзиторної урології в Дитячій лікарні.