Bagaimana jika operasi Anda berikutnya direncanakan dan dilakukan dengan robot? Sebuah tim di Universitas Johns Hopkins bekerja untuk mengubah ide ini menjadi kenyataan.
Konsep operasi berbantuan robot bukanlah hal baru: beberapa sistem telah dikembangkan dan digunakan untuk merawat pasien manusia. Salah satu contohnya adalah sistem bedah Da Vinci, perangkat laparoskopi dengan lengan robot yang dikendalikan dari jarak jauh oleh ahli bedah. Sistem ini tidak otonom-; robot tidak melakukan tugas bedah secara mandiri. Sistem robot lainnya dengan tingkat otonomi yang lebih tinggi telah dikembangkan, seperti Tsolution One ® , yang menggunakan robot untuk memotong tulang secara tepat sesuai dengan rencana yang telah ditentukan sebelumnya. Sistem robot otonom yang ada sebagian besar telah digunakan untuk membantu dalam operasi yang melibatkan jaringan keras, seperti pengeboran ke tulang untuk implan pinggul atau lutut. Tetapi sistem ini belum digunakan untuk operasi jaringan lunak, yang menimbulkan tantangan unik, seperti memperhitungkan gerakan jaringan yang tidak dapat diprediksi yang terjadi ketika pasien bernafas, atau keterbatasan ukuran alat bedah.
Sekarang, peneliti yang didanai Nibib sedang mengembangkan robot otonom yang dapat melakukan operasi usus dengan bantuan minimal dari ahli bedah. Terlebih lagi, robot mengungguli ahli bedah ahli bila dibandingkan head-to-head dalam model praklinis. Sebuah studi yang merinci perkembangan robot ini, yang menampilkan operasi jaringan lunak laparoskopi otonom pertama yang diketahui, baru -baru ini diterbitkan dalam sains robotika .
Robot, yang disebut bintang (untuk robot otonom jaringan pintar), dikembangkan oleh Axel Krieger, Ph.D., dan rekan -rekannya di Universitas Johns Hopkins. Sejauh ini, robot telah dikembangkan untuk melakukan anastomosis usus-; di mana dua potong usus kecil dijahit bersama untuk membentuk bagian tunggal, kontinu-; di bawah pengawasan dan bimbingan seorang ahli bedah. Krieger menjelaskan bagaimana robot melakukan prosedur: Setelah ahli bedah secara manual memperlihatkan tepi jaringan, bintang mengambil gambar dan mengembangkan rencana untuk penempatan jahitan berdasarkan bentuk dan ketebalan jaringan. Setelah operator manusia menyetujui rencana tersebut, Star secara independen menjahit jaringan bersama. Jika jaringan berubah bentuk atau bergerak melampaui ambang batas yang ditetapkan, Star bertanya kepada ahli bedah apakah rencana bedah baru harus dibuat. Proses ini diulangi sampai robot menyelesaikan seluruh prosedur.
"Dengan menggabungkan alat penjahit baru, sistem pencitraan, algoritma pembelajaran mesin, dan kontrol robot, sistem bintang dilengkapi untuk mengatasi tantangan operasi laparoskopi otonom di jaringan lunak," kata Krieger. "Star dapat memvisualisasikan adegan bedah, menghasilkan rencana bedah, dan kemudian menjalankan rencana itu dengan akurasi dan presisi tinggi." Dia mencatat, bagaimanapun, bintang itu tidak dimaksudkan untuk menggantikan ahli bedah. "Robot otonom, seperti Star, dirancang untuk dimasukkan ke dalam alur kerja bedah di samping ahli bedah, meningkatkan kinerja tugas yang tepat, berulang dan akhirnya meningkatkan konsistensi bedah dari pasien ke pasien."
Untuk mengevaluasi seberapa baik kinerja bintang dibandingkan dengan ahli bedah ahli, para peneliti menggunakan jaringan usus "phantom" sebagai sistem model. Usus kecil sintetis dipasang pada tahap linier yang diprogram untuk bergerak bolak -balik, Krieger menjelaskan, yang simulasi gerakan pernapasan yang akan terjadi selama operasi. Juga selama percobaan ini, jaringan hantu diputar secara acak dan cacat, membutuhkan bintang atau ahli bedah untuk berhenti, berkumpul kembali, dan menyelesaikan prosedur, katanya. Star melakukan prosedur pada jaringan hantu lima kali, dan empat ahli bedah melakukan prosedur dua cara berbeda-dua kali menggunakan laparoskopi manual tradisional, dan dua kali menggunakan sistem yang dibantu robot yang berbeda.
Jika dibandingkan dengan ahli bedah ahli, Star memiliki lebih sedikit kesalahan dan lebih konsisten dalam jarak jahit dan kedalaman. Selain itu, ketika para peneliti mengalirkan cairan kental melalui usus hantu yang direseksi, mereka menemukan bahwa alirannya adalah laminar yang paling banyak (halus dan ramping) dalam jaringan yang direkonstruksi oleh bintang, menunjukkan anastomosis berkualitas lebih tinggi daripada yang dilakukan oleh ahli bedah ahli.
Akhirnya, kinerja Star dievaluasi dalam model hewan besar. Anastomosis usus dilakukan pada lima babi; Untuk empat hewan, prosedur dilakukan melalui bintang, dan untuk hewan kelima, prosedur dilakukan melalui laparoskopi manual tradisional. Mirip dengan eksperimen hantu, Star membuat lebih sedikit kesalahan dibandingkan dengan ahli bedah ahli. Selain itu, ketika para peneliti menganalisis seberapa baik usus yang direseksi telah sembuh tujuh hari setelah operasi, tidak ada perbedaan yang dapat diamati dalam penyembuhan luka antara dua metode bedah yang berbeda.
"Hasil kami menunjukkan bahwa bintang lebih konsisten dan akurat daripada ahli bedah ahli saat melakukan tugas penjahitan," kata Krieger. Dia mencatat bahwa temuan mereka menunjukkan potensi robotika bedah otonom untuk mendemokratisasi perawatan bedah-; yang dapat mengarah pada hasil pasien yang lebih dapat diprediksi dan konsisten.
"Sementara banyak orang mungkin merasa ragu untuk memiliki mesin melakukan tugas khusus yang secara tradisional dilakukan oleh sistem robot manusia, memiliki potensi untuk meningkatkan hasil pasien dalam pengaturan medis," kata Krieger. "Sama seperti publik telah menganut masuknya kontrol pelayaran secara bertahap, Lane Assist, dan fitur parkir mandiri di mobil-; yang pada akhirnya akan mengarah pada mobil self-driving-; saya pikir kita akan melihat perkembangan serupa di bidang robotika medis."