Un robot ha eseguito un intervento chirurgico laparoscopico sui tessuti molli di un maiale senza la mano guida di un essere umano - un passo significativo nella robotica verso un intervento chirurgico completamente automatizzato sull'uomo. Progettato da un team di ricercatori della Johns Hopkins University, il robot autonomo dei tessuti intelligenti (STAR) è descritto oggi in Science Robotics .
Il robot eccelleva all'anastomosi intestinale, una procedura che richiede un alto livello di movimento e precisione ripetitivi. Il collegamento di due estremità di un intestino è probabilmente il passo più impegnativo nella chirurgia gastrointestinale, che richiede un chirurgo alla sutura con alta precisione e coerenza. Anche il minimo tremore a mano o il punto fuori luogo può provocare una perdita che potrebbe avere complicanze catastrofiche per il paziente.
Lavorando con collaboratori presso il Children's National Hospital di Washington, DC e Jin Kang, professore di ingegneria elettrica e informatica di Johns Hopkins, Krieger ha contribuito a creare il robot, un sistema guidato dalla visione progettato specificamente per sutura i tessuti molli. La loro attuale iterazione fa avanzare un modello del 2016 che ha riparato accuratamente l'intestino di un maiale, ma ha richiesto una grande incisione per accedere all'intestino e maggiore guida dagli umani.
Il team ha equipaggiato la stella con nuove funzionalità per una maggiore autonomia e una migliore precisione chirurgica, tra cui strumenti di sutura specializzati e sistemi di imaging all'avanguardia che forniscono visualizzazioni più accurate del campo chirurgico.
La chirurgia dei tessuti molli è particolarmente difficile per i robot a causa della sua imprevedibilità, costringendoli ad essere in grado di adattarsi rapidamente per gestire ostacoli inaspettati, ha detto Krieger. La stella ha un nuovo sistema di controllo in grado di regolare il piano chirurgico in tempo reale, proprio come farebbe un chirurgo umano.
"Ciò che rende speciale la stella è che è il primo sistema robotico a pianificare, adattare ed eseguire un piano chirurgico nei tessuti molli con un intervento umano minimo", ha detto Krieger.
Un endoscopio tridimensionale basato sulla luce strutturale e l'algoritmo di tracciamento basato sull'apprendimento automatico sviluppato da Kang e i suoi studenti guidano Star. "Riteniamo che un sistema di visione macchina tridimensionale avanzata sia essenziale per rendere robot chirurgici intelligenti più intelligenti e più sicuri", ha detto Kang.
Mentre il campo medico si sposta verso più approcci laparoscopici per gli interventi chirurgici, sarà importante avere un sistema robotico automatizzato progettato per tali procedure per aiutare, ha affermato Krieger.
"L'anastomosi robotica è un modo per garantire che i compiti chirurgici che richiedono un'elevata precisione e una ripetibilità possano essere eseguiti con maggiore precisione e precisione in ogni paziente indipendentemente dall'abilità del chirurgo", ha affermato Krieger. "Ipotizziamo che ciò comporterà un approccio chirurgico democratizzato alla cura dei pazienti con esiti dei pazienti più prevedibili e coerenti."