Robot Thực Hiện Ca Phẫu Thuật Laparoscopic Đầu Tiên Không Cần Sự Hỗ Trợ Của Con Người

Một robot mới được phát triển bởi một nhóm tại Đại học Johns Hopkins đã thực hiện ca phẫu thuật laparoscopic đầu tiên mà không cần sự hỗ trợ của con người. Nó đã thực hiện ca phẫu thuật trên mô mềm của một con lợn và đây là một bước tiến quan trọng hướng tới phẫu thuật tự động hoàn toàn trên người.

Robot Tissue Tự Động Thông Minh (STAR)

Robot này được gọi là Robot Tissue Tự Động Thông Minh (STAR) và nó được mô tả trong một bài báo được công bố trên Science Robotics.

Axel Krieger là một giáo sư trợ lý về kỹ thuật cơ khí tại Trường Kỹ thuật Whiting của Johns Hopkins. Ông cũng là tác giả chính của nghiên cứu.

“Những phát hiện của chúng tôi cho thấy chúng tôi có thể tự động hóa một trong những nhiệm vụ tinh vi và phức tạp nhất trong phẫu thuật: việc kết nối lại hai đầu của ruột non. Robot STAR đã thực hiện thủ tục này trên bốn con vật và nó đã tạo ra kết quả tốt hơn đáng kể so với con người thực hiện cùng một thủ tục,” Krieger nói.

Robot này đã chứng minh đặc biệt hiệu quả trong việc nối ruột non, một thủ tục đòi hỏi chuyển động lặp đi lặp lại và độ chính xác cao. Đây là một trong những khía cạnh khó khăn hơn của phẫu thuật tiêu hóa vì nó đòi hỏi độ chính xác và nhất quán cao. Một rung động nhẹ của tay có thể dẫn đến những biến chứng lớn cho bệnh nhân.

Xây Dựng Trên Mô Hình 2016

Krieger đã làm việc với một nhóm tại Bệnh viện Nhi đồng Quốc gia ở Washington, D.C. và Jin Kang, người là một giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính tại Johns Hopkins. Cùng nhau, họ đã tạo ra robot với một hệ thống dẫn đường bằng hình ảnh được thiết kế để khâu mô mềm. Mô hình hiện tại được xây dựng trên một mô hình năm 2016 có thể sửa chữa ruột non của lợn. Tuy nhiên, mô hình trước đó đòi hỏi một vết mổ lớn và hướng dẫn từ con người.

Hệ thống STAR hiện tại đã được trang bị các tính năng mới giúp tăng cường tự động hóa và cải thiện độ chính xác phẫu thuật. Những tính năng này bao gồm các công cụ khâu chuyên dụng và hệ thống hình ảnh hiện đại.

Theo Krieger, phẫu thuật mô mềm là một thách thức lớn đối với robot do sự không thể đoán trước. Để vượt qua điều này, robot STAR đã được trang bị một hệ thống điều khiển mới có thể điều chỉnh kế hoạch phẫu thuật trong thời gian thực, tương tự như một bác sĩ phẫu thuật con người.

“Điều làm cho STAR đặc biệt là nó là hệ thống robot đầu tiên có thể lập kế hoạch, thích nghi và thực hiện kế hoạch phẫu thuật trên mô mềm với sự can thiệp tối thiểu của con người,” Krieger nói.

Kang và nhóm sinh viên của ông đã phát triển một kính nội soi ba chiều dựa trên ánh sáng cấu trúc và thuật toán theo dõi dựa trên học máy để hướng dẫn hệ thống.

“Chúng tôi tin rằng một hệ thống tầm nhìn máy tính ba chiều tiên tiến là điều cần thiết để làm cho các robot phẫu thuật thông minh trở nên thông minh và an toàn hơn,” Kang nói.

Đó đang trở nên quan trọng hơn để có các hệ thống robot tự động được thiết kế cho các thủ tục nội soi.

“Nối ruột tự động là một cách để đảm bảo rằng các nhiệm vụ phẫu thuật đòi hỏi độ chính xác và lặp lại cao có thể được thực hiện với độ chính xác và nhất quán cao hơn trong mọi bệnh nhân, không phụ thuộc vào kỹ năng của bác sĩ phẫu thuật,” Krieger nói. “Chúng tôi giả thuyết rằng điều này sẽ dẫn đến một cách tiếp cận phẫu thuật được dân chủ hóa đối với chăm sóc bệnh nhân với kết quả bệnh nhân dự đoán được và nhất quán hơn.”

Một số thành viên khác trong nhóm chịu trách nhiệm về STAR bao gồm Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei và Simon Leonard từ Johns Hopkins. Nghiên cứu cũng được hỗ trợ bởi Michael H. Hsieh, giám đốc Urology Chuyển tiếp tại Bệnh viện Nhi đồng Quốc gia.