Робот извърши лапароскопска операция на прасе без човешка намеса

Робот извърши лапароскопска операция на меките тъкани на прасе, без да бъде направляван от човек – значителна стъпка в роботиката към постигане на напълно автоматизирана хирургия на хора. Проектиран от екип изследователи от Университета „Джонс Хопкинс“, Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) е описан подробно в списанието „Science Robotics“.

„Нашите открития показват, че можем да автоматизираме една от най-сложните и деликатни задачи в хирургията – повторното свързване на двата края на черва. STAR извърши процедурата при четири животни и даде значително по-добри резултати от лекари, извършващи същата интервенция.“, казва старшият автор Аксел Кригер, доцент по машинно инженерство в Инженерното училище „Уайтинг“ на Университета „Джонс Хопкинс“.

Роботът извършва с прецизност сложни интервенции

Роботът превъзхожда чревната анастомоза – процедура, която изисква високо ниво на повтарящи се движения и прецизност. Свързването на двата края на червата е може би най-предизвикателната стъпка в стомашно-чревната хирургия, която изисква хирургът да зашие с висока точност и последователност. Дори и най-малкото треперене на ръцете или неправилно поставен шев може да доведе до изтичане, което може да има катастрофални усложнения за пациента.

Кригер създава система, проектирана специално за зашиване на меки тъкани, работейки със сътрудници от Националната детска болница във Вашингтон и Джин Канг, професор по електротехника и компютърно инженерство от Университета „Джонс Хопкинс“. Текущата версия усъвършенства модел от 2016 г., който успешно оперира червата на прасе, но изисква голям разрез за достъп и повече насоки от хората.

Екипът оборудва STAR с нови функции за подобрена автономност и хирургична прецизност*, включително специализирани инструменти за зашиване и най-съвременни системи за изображения, които осигуряват по-точни визуализации на хирургичното поле.

Хирургията на меките тъкани е особено трудна за роботите поради своята непредсказуемост, което ги принуждава да се адаптират бързо, за да се справят с неочаквани препятствия, коментира Кригер. STAR разполага с нова система за управление, която може да коригира хирургичния план в реално време, точно както би го направил лекар.

„Това, което прави STAR специален, е, че това е първата роботизирана система, която планира, адаптира и изпълнява хирургически план в меките тъкани с минимална човешка намеса“, казва Кригер.

STAR е ръководен от триизмерен ендоскоп и алгоритъм за проследяване, базиран на машинно обучение, разработени от Канг и учениците му. „Вярваме, че усъвършенстваната триизмерна система за машинно зрение е от съществено значение за превръщането на интелигентните хирургически роботи в по-умни и по-безопасни техники.“

Роботите имат място в съвременната медицина

Тъй като все по-често в медицината се прилага лапароскопската хирургия, е важно да има автоматизирана роботизирана система, проектирана за подобни процедури, смятат учените.

„Роботизираната анастомоза е един от начините да се гарантира, че хирургичните интервенции, които изискват висока точност и повторяемост, могат да се изпълняват с по-голяма прецизност при всеки пациент, независимо от уменията на хирурга.“, казва Кригер. „Предполагаме, че това ще доведе до нов подход към грижите за пациентите с по-предвидими и последователни резултати.“

Работата по усъвършенстването и използването на робота е подкрепена от Националния институт по биомедицинско изображение и биоинженерство към Националните институти по здравеопазване на САЩ.

*Krieger A. et al. Autonomous robotic laparoscopic surgery for intestinal anastomosis. Science Robotics. 2022.