科技日報記者 張夢然
美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團隊在26日的《科學(xué)·機器人學(xué)》上發(fā)表論文稱，其設(shè)計的智能組織自主機器人STAR在沒有人類指導(dǎo)的情況下，對豬的軟組織進行了腹腔鏡手術(shù)，這是向機器人最終在人體上實施全自動手術(shù)邁出的重要一步。
智能組織自主機器人可以在沒有人類幫助的情況下對豬的軟組織進行腹腔鏡手術(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)雜且最精細的任務(wù)之一：重新連接腸道的兩端。STAR在4只動物身上做了手術(shù)，結(jié)果明顯優(yōu)于做同類手術(shù)的人。
該機器人擅長腸道吻合術(shù)，這是一種需要高水平重復(fù)運動和精確度的手術(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行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯位，也可能導(dǎo)致泄漏，而這可能會給患者帶來災(zāi)難性的并發(fā)癥。
研究人員表示，STAR其實是一種專門用于縫合軟組織的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)，團隊為STAR配備了增強自主性和提高手術(shù)精度的新功能，包括專門的縫合工具和最先進的成像系統(tǒng)，以提供更準確的手術(shù)區(qū)域可視化。
克雷格說，軟組織手術(shù)對機器人來說尤其困難，因為它的不可預(yù)測性迫使機器人要快速適應(yīng)以應(yīng)對意外的障礙。STAR有一個新穎的控制系統(tǒng)，可像人類外科醫(yī)生一樣實時調(diào)整手術(shù)計劃。STAR的特別之處在于，它是第一個以最少的人工干預(yù)來規(guī)劃、調(diào)整和執(zhí)行軟組織手術(shù)計劃的機器人系統(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，擁有一個為此類手術(shù)設(shè)計的自主機器人系統(tǒng)來提供幫助將非常重要。
總編輯圈點：
讓人類醫(yī)生遠離手術(shù)臺甚至不再指導(dǎo)、操縱設(shè)備，而由機器人獨立自主完成一臺手術(shù)，病人或者家屬們敢嘗試嗎？事實上，機器人醫(yī)生的視野、精準度、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器人代替，以求將手術(shù)中的風(fēng)險降到更低。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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