Een robot heeft laparoscopische chirurgie uitgevoerd op het zachte weefsel van een varken zonder de leidende hand van een mens - een belangrijke stap in robotica naar volledig geautomatiseerde chirurgie bij mensen. Ontworpen door een team van Johns Hopkins University -onderzoekers, wordt de Smart Tissue Autonomous Robot (Star) vandaag beschreven in Science Robotics .
De robot blonk uit in darmanastomose, een procedure die een hoog niveau van repetitieve beweging en precisie vereist. Het verbinden van twee uiteinden van een darm is misschien wel de meest uitdagende stap in gastro -intestinale chirurgie, waarbij een chirurg nodig is om hechting te maken met hoge nauwkeurigheid en consistentie. Zelfs de minste handtremor of misplaatste steek kan leiden tot een lek dat catastrofale complicaties voor de patiënt kan hebben.
In samenwerking met medewerkers in het Children's National Hospital in Washington, DC en Jin Kang, een Johns Hopkins hoogleraar elektrische en computertechniek, hielp Krieger de robot te creëren, een visie-geleid systeem dat specifiek is ontworpen om zacht weefsel te maken. Hun huidige iteratie bevordert een 2016 -model dat de darmen van een varken nauwkeurig herstelde, maar een grote incisie vereiste om toegang te krijgen tot de darm en meer begeleiding van mensen.
Het team heeft de ster uitgerust met nieuwe functies voor verbeterde autonomie en verbeterde chirurgische precisie, inclusief gespecialiseerde hulpprogramma's en ultramoderne beeldvormingssystemen die meer accurate visualisaties van het chirurgische veld bieden.
Softweefseloperatie is vooral moeilijk voor robots vanwege de onvoorspelbaarheid, waardoor ze worden gedwongen zich snel aan te passen om onverwachte obstakels aan te kunnen, zei Krieger. De ster heeft een nieuw besturingssysteem dat het chirurgische plan in realtime kan aanpassen, net zoals een menselijke chirurg zou doen.
"Wat de ster speciaal maakt, is dat het het eerste robotsysteem is dat een chirurgisch plan in zacht weefsel met minimale menselijke tussenkomst kan plannen, aanpassen en uitvoeren," zei Krieger.
Een op structureel licht gebaseerde driedimensionale endoscoop en op machine learning gebaseerd tracking-algoritme ontwikkeld door Kang en zijn studentengidsen Star. "Wij geloven dat een geavanceerd driedimensionaal machine-visiesysteem essentieel is om intelligente chirurgische robots slimmer en veiliger te maken," zei Kang.
Naarmate het medische veld overgaat op meer laparoscopische benaderingen voor operaties, zal het belangrijk zijn om een geautomatiseerd robotsysteem te hebben dat is ontworpen voor dergelijke procedures om te helpen, zei Krieger.
"Robotachtige anastomose is een manier om ervoor te zorgen dat chirurgische taken die een hoge precisie en herhaalbaarheid vereisen, met meer nauwkeurigheid en precisie kunnen worden uitgevoerd bij elke patiënt die onafhankelijk is van chirurg vaardigheden," zei Krieger. "We veronderstellen dat dit zal resulteren in een gedemocratiseerde chirurgische benadering van patiëntenzorg met meer voorspelbare en consistente patiëntresultaten."