科技日報(bào)記者 張夢然
美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在26日的《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表論文稱，其設(shè)計(jì)的智能組織自主機(jī)器人STAR在沒有人類指導(dǎo)的情況下，對豬的軟組織進(jìn)行了腹腔鏡手術(shù)，這是向機(jī)器人最終在人體上實(shí)施全自動(dòng)手術(shù)邁出的重要一步。
智能組織自主機(jī)器人可以在沒有人類幫助的情況下對豬的軟組織進(jìn)行腹腔鏡手術(shù)。圖片來源：約翰斯·霍普金斯大學(xué)
約翰斯·霍普金斯大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械工程助理教授、資深作者艾克賽爾·克雷格說，研究結(jié)果表明，STAR可自主執(zhí)行手術(shù)中最復(fù)雜且最精細(xì)的任務(wù)之一：重新連接腸道的兩端。STAR在4只動(dòng)物身上做了手術(shù)，結(jié)果明顯優(yōu)于做同類手術(shù)的人。
該機(jī)器人擅長腸道吻合術(shù)，這是一種需要高水平重復(fù)運(yùn)動(dòng)和精確度的手術(shù)。連接腸道的兩端可說是胃腸手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟，需要外科醫(yī)生以高精度和一致性進(jìn)行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯(cuò)位，也可能導(dǎo)致泄漏，而這可能會(huì)給患者帶來災(zāi)難性的并發(fā)癥。
研究人員表示，STAR其實(shí)是一種專門用于縫合軟組織的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)為STAR配備了增強(qiáng)自主性和提高手術(shù)精度的新功能，包括專門的縫合工具和最先進(jìn)的成像系統(tǒng)，以提供更準(zhǔn)確的手術(shù)區(qū)域可視化。
克雷格說，軟組織手術(shù)對機(jī)器人來說尤其困難，因?yàn)樗牟豢深A(yù)測性迫使機(jī)器人要快速適應(yīng)以應(yīng)對意外的障礙。STAR有一個(gè)新穎的控制系統(tǒng)，可像人類外科醫(yī)生一樣實(shí)時(shí)調(diào)整手術(shù)計(jì)劃。STAR的特別之處在于，它是第一個(gè)以最少的人工干預(yù)來規(guī)劃、調(diào)整和執(zhí)行軟組織手術(shù)計(jì)劃的機(jī)器人系統(tǒng)。
研究人員開發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的跟蹤算法來指導(dǎo)STAR。他們表示，隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)出更多的腹腔鏡手術(shù)方法，擁有一個(gè)為此類手術(shù)設(shè)計(jì)的自主機(jī)器人系統(tǒng)來提供幫助將非常重要。
總編輯圈點(diǎn)：
讓人類醫(yī)生遠(yuǎn)離手術(shù)臺(tái)甚至不再指導(dǎo)、操縱設(shè)備，而由機(jī)器人獨(dú)立自主完成一臺(tái)手術(shù)，病人或者家屬們敢嘗試嗎？事實(shí)上，機(jī)器人醫(yī)生的視野、精準(zhǔn)度、穩(wěn)定性都要優(yōu)于人類。而且據(jù)預(yù)測，在未來，醫(yī)院的“手術(shù)執(zhí)行官”或?qū)⒋蟛糠直粰C(jī)器人代替，以求將手術(shù)中的風(fēng)險(xiǎn)降到更低。而人類醫(yī)生們則可以有更多精力去分析病情，為患者提供更高效、安全的治療方案。
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