Робот впервые провел лапароскопическую операцию без участия человека

Робот выполнил лапароскопическую операцию на мягких тканях свиньи без направляющей руки человека и это значительный шаг к полностью автоматизированной хирургии на людях. Робот Smart Tissue Autonomous Robot, или STAR, разработанный группой американских ученых из университета Джона Хопкинса, описан в статье в журнале Science Robotics.

Как сказал один из авторов этой работы доцент кафедры машиностроения в Уайтинговской школе инженерии Джона Хопкинса Аксель Кригер,

Наши результаты показывают, что мы можем автоматизировать одну из самых сложных и деликатных задач в хирургии - соединение двух концов кишечника. STAR выполнил эту процедуру на четырех животных и показал значительно лучшие результаты, чем люди, выполняющие ту же процедуру.

Робот отлично справился с анастомозом кишечника - процедурой, требующей высокого уровня повторяющихся движений и точности. Соединение двух концов кишечника является, пожалуй, самым сложным этапом в желудочно-кишечной хирургии, требующим от хирурга высокой точности и последовательности наложения швов. Даже малейшее дрожание руки или неправильно наложенный шов могут привести к утечке, которая может иметь катастрофические осложнения для пациента.

Новая роботизированная система управляется программным обеспечением на базе алгоритмов компьютерного зрения и предназначена специально для сшивания мягких тканей. Последняя версия системы улучшила модель 2016 года, которая точно "отремонтировала" кишечник свиньи, но потребовала большого разреза для доступа к кишечнику и большего руководства со стороны человека.

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 операционного поля.

По словам Кригера, хирургия мягких тканей особенно сложна для роботов из-за своей непредсказуемости, поэтому они должны уметь быстро адаптироваться, чтобы справляться с неожиданными препятствиями. STAR имеет новую систему управления, которая может корректировать план операции в режиме реального времени, как это делает хирург-человек. Особенностью STAR является то, что это первая роботизированная система, которая планирует, адаптирует и выполняет хирургический план в мягких тканях с минимальным вмешательством человека.

Управление роботом осуществляется с помощью трехмерного эндоскопа на основе структурированного освещения и алгоритма отслеживания на базе машинного обучения, разработанного учеными. Такая усовершенствованная система трехмерного машинного зрения необходима для того, чтобы сделать хирургических роботов умнее и безопаснее.

"Роботизированный анастомоз - это один из способов обеспечить выполнение хирургических задач, требующих высокой точности и повторяемости, с большей аккуратностью у каждого пациента независимо от квалификации хирурга, - сказал Кригер. - Мы предполагаем, что это приведет к демократизации хирургического подхода к лечению пациентов с более предсказуемыми и стабильными результатами".