Робот смог провести операцию на мягких тканях свиньи без направляющей руки человека — и это значительный шаг в робототехнике к полностью автоматизированной хирургии на людях. Разработанный командой исследователей Университета Джона Хопкинса, автономный робот Smart Tissue (STAR) представлен сегодня в стстье в журнале Science Robotics.

«Наши результаты показывают, что мы можем автоматизировать одну из самых сложных и деликатных задач в хирургии: пересоединение двух отрезков кишечника. STAR провел процедуру у четырех животных и показал значительно лучшие результаты, чем люди, выполняющие ту же задачу», — сообщил старший автор Аксель Кригер, доцент кафедры машиностроения в Инженерной школе Уайтинга Джона Хопкинса.

Робот преуспел в анастомозе кишечника, процедуре, которая требует высокого уровня повторяющихся движений и точности. Этот вид операций, возможно, является самым сложным этапом в хирургии желудочно-кишечного тракта, требующим, чтобы хирург накладывал швы с высокой точностью и последовательностью. Даже малейшее дрожание рук или неуместный шов могут привести к кровопотере, которая может закончиться катастрофическими осложнениями для пациента.

Работая с сотрудниками Детской национальной больницы в Вашингтоне, округ Колумбия, и Джин Кангом, профессором электротехники и вычислительной техники Университета Джона Хопкинса, Кригер помог создать робота-систему, управляемую зрением, разработанную специально для сшивания мягких тканей. Их текущая итерация продвигает модель 2016 года, которая точно восстановила кишечник свиньи, но тогда для доступа к месту операции требовался большой разрез и больше указаний от людей.

Команда оснастила STAR новыми функциями для повышения автономности и хирургической точности, включая специализированные инструменты для наложения швов и современные системы визуализации, которые обеспечивают более точную визуализацию хирургического поля.

Хирургия мягких тканей особенно сложна для роботов из-за своей непредсказуемости, что вынуждает их быстро адаптироваться к неожиданным препятствиям, напомнил г-н Кригер. У STAR есть новая система управления, которая может корректировать план операции в режиме реального времени, как это сделал бы хирург-человек.

«Что делает STAR особенной, так это то, что это первая роботизированная система, которая планирует, адаптирует и выполняет хирургический план на мягких тканях с минимальным вмешательством человека», — заявил г-н Кригер.

Трехмерный эндоскоп на основе структурного света и алгоритм отслеживания на основе машинного обучения, разработанный г-жой Кангом и ее учениками, направляют STAR. «Мы считаем, что передовая трехмерная система машинного зрения необходима для того, чтобы сделать интеллектуальных хирургических роботов умнее и безопаснее», — подчеркнула разработчица.

«По мере того, как медицинская сфера продвигается в сторону большего использования лапароскопических подходов к операциям, будет важно иметь автоматизированную роботизированную систему, предназначенную для оказания помощи при таких процедурах, —рассказывает г-н Кригер. — Роботизированный анастомоз — это один из способов гарантировать, что хирургические задачи, требующие высокой точности и повторяемости, могут выполняться с большей вероятностью успеха для каждого пациента независимо от навыков хирурга. Мы предполагаем, что это приведет к большей доступности хирургического подхода к уходу за пациентами и более предсказуемым и последовательным результатам лечения».

В команду из университета Джона Хопкинса также входили Хамед Саейди, Джастин Д. Опферманн, Майкл Кам, Шувен Вей и Саймон Леонард. Майкл Х. Сие, директор отделения урологии переходного периода в Детской национальной больнице, также внес свой вклад в исследование.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2022/01/220126143954.htm

Ссылка на журнал:

  1. H. Saeidi, J. D. Opfermann, M. Kam, S. Wei, S. Leonard, M. H. Hsieh, J. U. Kang, A. Krieger. Автономная роботизированная лапароскопическая хирургия кишечного анастомозаНаучная робототехника, 2022; 7 (62) DOI: 10.1126/scirobotics.abj2908

от AI_NEWS

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *