Älykäs kudoksen autonominen robotti suorittaa laparoskooppisen leikkauksen sian pehmytkudoksella ilman ihmisen apua

Robotti on suorittanut laparoskooppisen leikkauksen sian pehmytkudoksella ilman ihmisen ohjattavaa kättä - merkittävää askel robotiikassa kohti täysin automatisoitua leikkausta ihmisille. Johns Hopkinsin yliopiston tutkijoiden ryhmän suunnittelema älykäs kudoksen autonominen robotti (STAR) kuvataan tänään tiederobotiikassa .

Robotti menestyi suoliston anastomoosissa, menettelyssä, joka vaatii korkeaa toistuvaa liikettä ja tarkkuutta. Suolen kahden päiden yhdistäminen on kiistatta haastavin vaihe maha -suolikanavan leikkauksessa, mikä vaatii kirurgin ompeleen suurella tarkkuudella ja johdonmukaisuudella. Jopa pienin käsin vapina tai väärin sijoitettu ompele voi johtaa vuotoon, jolla voi olla katastrofaalisia komplikaatioita potilaalle.

Yhteistyössä Washington DC: n lasten kansallisen sairaalan yhteistyökumppaneiden kanssa, Johns Hopkinsin sähkö- ja tietokonetekniikan professori Jin Kang, Krieger auttoi luomaan robotin, visioohjatun järjestelmän, joka on suunniteltu erityisesti ompelemaan pehmeä kudos. Heidän nykyinen iteraatio etenee vuoden 2016 mallin, joka korjasi sian suolet tarkasti, mutta vaati suurta viiltoa suolistoon ja ihmisten lisää ohjaukseen.

Ryhmä varusti tähtiä uusilla ominaisuuksilla parannetulle autonomialle ja parannetulle kirurgiselle tarkkuudelle, mukaan lukien erikoistuneet ompelutyökalut ja huipputekniset kuvantamisjärjestelmät, jotka tarjoavat tarkempia kirurgisen kentän visualisointeja.

Pehmeäkudoksen leikkaus on erityisen vaikeaa robotteille sen arvaamattomuuden vuoksi, pakottaen ne kykenemään sopeutumaan nopeasti käsittelemään odottamattomia esteitä, Krieger sanoi. Tähtillä on uusi ohjausjärjestelmä, joka voi säätää kirurgista suunnitelmaa reaaliajassa, aivan kuten ihmisen kirurgi.

"Tähtien erikois tekee siitä, että se on ensimmäinen robottijärjestelmä, joka suunnittelee, mukauttaa ja toteuttaa kirurgisen suunnitelman pehmytkudoksessa, jolla on minimaalinen ihmisen väliintulo", Krieger sanoi.

Kangin ja hänen opiskelijoidensa ohjaavat rakennevalopohjainen kolmiulotteinen endoskooppi- ja koneoppimispohjainen seurantaalgoritmi. "Uskomme, että edistyksellinen kolmiulotteinen koneiden näköjärjestelmä on välttämätöntä älykkäiden kirurgisten robotien tekemisessä älykkäämpiä ja turvallisempia", Kang sanoi.

Kun lääketieteellinen kenttä siirtyy kohti leikkauksia koskevia laparoskooppisia lähestymistapoja, on tärkeää, että tällaisiin toimenpiteisiin on suunniteltu automatisoitu robottijärjestelmä, Krieger sanoi.

"Robotti -anastomoosi on yksi tapa varmistaa, että kirurgiset tehtävät, jotka vaativat suurta tarkkuutta ja toistettavuutta, voidaan suorittaa tarkemmin ja tarkkuudella jokaisella potilaalla, joka on riippumaton kirurgin taitosta", Krieger sanoi. "Oletamme, että tämä johtaa demokratisoituneeseen kirurgiseen lähestymistapaan potilaan hoitoon ennustettavissa ja johdonmukaisempia potilaan tuloksia."