Robot przeprowadził operację laparoskopową na tkance miękkiej świni bez pomocy człowieka. Jest to znaczący krok w dziedzinie chirurgii robotycznej, mocno przybliżający nas do w pełni zautomatyzowanych operacji na ludziach. Zaprojektowany przez zespół naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa autonomiczny system nazywa się Smart Tissue Autonomous Robot – w skrócie STAR.
Axel Krieger, jeden z autorów badania i profesor inżynierii mechanicznej na Johns Hopkins’ Whiting School of Engineering powiedział: „nasze odkrycia pokazują, że możemy zautomatyzować jedno z najbardziej skomplikowanych i delikatnych zadań w chirurgii – ponowne połączenie dwóch końców jelita. Robot STAR przeprowadził zabieg na czterech zwierzętach i uzyskał znacznie lepsze wyniki niż ludzie wykonujący tę samą procedurę”. Nie da się ukryć, że roboty chirurgiczne, w tym autonomiczne, to przyszłość opieki medycznej. Na naszym blogu pisaliśmy o tym nam przykład w tekście „Amerykańska armia uważa, że chirurgia robotyczne to przyszłość, także wojskowej, medycyny”.
Autonomiczny robot do najtrudniejszych operacji
STAR doskonale radził sobie z zespoleniem jelitowym, procedurą wymagającą wysokiego poziomu powtarzalności ruchów i precyzji. Połączenie dwóch końców jelita jest prawdopodobnie najtrudniejszym etapem w chirurgii przewodu pokarmowego, wymagającym od chirurga wykonania szwów z dużą dokładnością i konsekwencją. Nawet najmniejsze drżenie ręki lub źle założony szew może spowodować przeciek, który może mieć katastrofalne skutki dla pacjenta.
Współpracując z lekarzami z Children’s National Hospital w Waszyngtonie oraz Jinem Kangiem, profesorem inżynierii elektrycznej i komputerowej z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, Krieger pomógł w stworzeniu systemu zaprojektowanego specjalnie do zszywania tkanek miękkich. Obecna wersja robota stanowi znaczący postęp w stosunku do modelu z 2016 roku, który dokładnie naprawił jelita świni, ale wymagał dużego nacięcia, aby uzyskać dostęp do jelita. Wymagał też dodatkowych wskazówek od ludzi.
Zespół wyposażył STAR w nowe funkcje zwiększające autonomię i precyzję chirurgiczną, w tym specjalistyczne narzędzia do szycia i najnowocześniejsze systemy obrazowania, które zapewniają dokładniejszą wizualizację pola operacyjnego. Chirurgia tkanek miękkich jest szczególnie trudna dla robotów ze względu na jej nieprzewidywalność, która zmusza je do szybkiego dostosowywania się do nieoczekiwanych przeszkód.
Autonomiczny robot STAR został wyposażony w nowatorski system kontroli, pozwalający dostosowywać plan operacji w czasie rzeczywistym, tak jak zrobiłby to ludzki chirurg. Krieger powiedział, że „to, co czyni STAR wyjątkowym, to fakt, że jest to pierwszy system robotyczny, który może planować, dostosowywać i wykonywać plan chirurgiczny w tkankach miękkich przy minimalnej interwencji człowieka”.
Autonomiczny robot oparty na uczeniu maszynowym
STAR jest sterowany przez trójwymiarowy endoskop oparty na świetle strukturalnym oraz opracowany przez Kanga i jego studentów algorytm śledzenia oparty na uczeniu maszynowym. Jin Kang powiedział, że „zaawansowany trójwymiarowy system widzenia maszynowego jest niezbędny do tego, aby inteligentne roboty chirurgiczne stały się mądrzejsze i bezpieczniejsze”.
Profesor Krieger uważa, że medycyna zmierza w kierunku bardziej laparoskopowego podejścia do operacji. Dlatego ważne będzie posiadanie zautomatyzowanego systemu robotycznego zaprojektowanego do takich procedur. Naukowiec powiedział, że „anastomoza robotowa jest jednym ze sposobów na zapewnienie, że zadania chirurgiczne, które wymagają wysokiej precyzji i powtarzalności, mogą być wykonywane z większą dokładnością i precyzją u każdego pacjenta, niezależnie od umiejętności chirurga. Stawiamy hipotezę, że doprowadzi to do zdemokratyzowanego chirurgicznego podejścia do opieki, z bardziej przewidywalnymi i spójnymi wynikami dla pacjentów”.
Na naszym blogu często piszemy o nowych technologiach w kontekście rozwoju medycyny. Pisaliśmy o tym na przykład w tekście „Dzięki 5G, duży chiński szpital będzie dzielił się specjalistyczną wiedzą z mniejszymi ośrodkami”.
Źródło: News-Medical.net i Science Robotic