Робот виконує першу повністю автоматичну 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 великим кроком до повністю автоматичної операції на людях.

Розумний тканинний автономний робот (STAR)

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

Аксель Крігер – викладач на посаді assistant professor з машинобудування в школі інженерії Вітінга університету Джонса Хопкінса. Він також старший автор дослідження.

“Наші результати показують, що ми можемо автоматизувати одну з найскладніших і найделікатніших задач в хірургії: з’єднання двох кінців кишечника. Робот STAR виконав цю процедуру на чотирьох тваринах і показав значно кращі результати, ніж люди, які виконували ту ж процедуру”, – сказав Крігер.

Робот особливо добре показав себе під час накладання кишкового анастомозу, яка є процедурою, що вимагає повторюваних рухів і точності. Це один із найскладніших аспектів хірургії органів травлення, оскільки вона вимагає високої точності і послідовності. Найменше тремтіння руки могло привести до великих ускладнень для пацієнта.

Удосконалення моделі 2016 року

Крігер працював з командою у Children’s National Hospital у Вашингтоні і Джином Канґом, який є професором електротехніки і комп’ютерних наук університету Джонса Хопкінса. Разом вони створили робота з системою візуального керівництва, 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 поліпшують хірургічну точність. До них належать спеціалізовані інструменти для швів і сучасні системи зображення.

За словами Крігера, хірургія м’яких тканин є великим викликом для роботів через непередбачуваність. Щоб подолати це, робот STAR був оснащений новою системою контролю, яка може коригувати хірургічний план в реальному часі, подібно до людини-хірурга.

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

Канґ і його команда студентів розробили тривимірний ендоскоп на основі структурованого світла і алгоритм відстежування на основі машинного навчання для керівництва системою.

“Ми вважаємо, що просунута тривимірна система машинного зору є необхідною для створення розумних хірургічних роботів, які будуть розумнішими і безпечнішими”, – сказав Канґ.

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

“Роботизоване накладання анастомозу є одним з способів забезпечення того, що хірургічні завдання, які вимагають високої точності і повторюваності, можуть бути виконані з більшою точністю і послідовністю в кожному 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. Опфермана, Майкла Кама, Шувена Вея і Саймона Леонарда з університету Джонса Хопкінса. Дослідження також було підтримано Майклом Х. Хсі, директором відділення Transitional Urology у Children’s National Hospital.