หุ่นยนต์อิสระของเนื้อเยื่อสมาร์

หุ่นยนต์ได้ทำการผ่าตัดผ่านกล้องบนเนื้อเยื่ออ่อนของหมูโดยไม่ต้องใช้มือของมนุษย์ - ขั้นตอนสำคัญในการผ่าตัดหุ่นยนต์ต่อการผ่าตัดอัตโนมัติอย่างเต็มที่เกี่ยวกับมนุษย์ ออกแบบโดยทีมงานของนักวิจัย มหาวิทยาลัย Johns Hopkins หุ่นยนต์อิสระเนื้อเยื่ออัจฉริยะ (STAR) ได้อธิบายไว้ใน หุ่นยนต์วิทยาศาสตร์ ในปัจจุบัน

หุ่นยนต์เก่งในลำไส้ anastomosis ซึ่งเป็นขั้นตอนที่ต้องใช้การเคลื่อนไหวและความแม่นยำซ้ำ ๆ ในระดับสูง การเชื่อมต่อสองปลายของลำไส้เป็นขั้นตอนที่ท้าทายที่สุดในการผ่าตัดระบบทางเดินอาหารซึ่งต้องใช้ศัลยแพทย์ในการเย็บด้วยความแม่นยำและความสม่ำเสมอ แม้แต่การสั่นสะเทือนมือเพียงเล็กน้อยหรือตะเข็บที่หายไปก็อาจส่งผลให้เกิดการรั่วไหลซึ่งอาจมีภาวะแทรกซ้อนจากภัยพิบัติสำหรับผู้ป่วย

การทำงานกับผู้ทำงานร่วมกันที่โรงพยาบาลเด็กแห่งชาติในวอชิงตันดีซีและจินคังศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ของจอห์นฮอปกินส์ Krieger ช่วยสร้างหุ่นยนต์ซึ่งเป็นระบบที่มีวิสัยทัศน์ที่ออกแบบมาเพื่อเย็บเนื้อเยื่ออ่อน การทำซ้ำในปัจจุบันของพวกเขาทำให้โมเดลปี 2559 ที่ซ่อมแซมลำไส้ของหมูอย่างแม่นยำ แต่ต้องใช้แผลขนาดใหญ่เพื่อเข้าถึงลำไส้และคำแนะนำเพิ่มเติมจากมนุษย์

ทีมงานติดตั้งดาวด้วยคุณสมบัติใหม่สำหรับการเพิ่มความเป็นอิสระและการปรับปรุงความแม่นยำในการผ่าตัดรวมถึงเครื่องมือเย็บแผลเฉพาะทางและระบบถ่ายภาพศิลปะที่ทันสมัยซึ่งให้การสร้างภาพข้อมูลที่แม่นยำยิ่งขึ้นของสนามผ่าตัด

การผ่าตัดเนื้อเยื่ออ่อนนั้นยากสำหรับหุ่นยนต์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากความคาดเดาไม่ได้บังคับให้พวกเขาสามารถปรับตัวได้อย่างรวดเร็วเพื่อจัดการกับอุปสรรคที่ไม่คาดคิด Krieger กล่าว ดาวมีระบบควบคุมใหม่ที่สามารถปรับแผนการผ่าตัดแบบเรียลไทม์เช่นเดียวกับศัลยแพทย์ของมนุษย์

“ สิ่งที่ทำให้ดาวพิเศษคือมันเป็นระบบหุ่นยนต์แรกในการวางแผนปรับตัวและดำเนินการแผนการผ่าตัดในเนื้อเยื่ออ่อนที่มีการแทรกแซงของมนุษย์น้อยที่สุด” Krieger กล่าว

โครงสร้างการส่องกล้องสามมิติและอัลกอริธึมการติดตามการเรียนรู้ด้วยเครื่องจักรที่พัฒนาโดยคังและนักเรียนของเขาเป็นผู้นำ “ เราเชื่อว่าระบบวิสัยทัศน์ของเครื่องจักรสามมิติขั้นสูงเป็นสิ่งจำเป็นในการทำให้หุ่นยนต์ผ่าตัดอัจฉริยะฉลาดขึ้นและปลอดภัยยิ่งขึ้น” คังกล่าว

ในขณะที่สนามทางการแพทย์ย้ายไปยังวิธีการผ่าตัดผ่านกล้องมากขึ้นสำหรับการผ่าตัดมันจะเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมีระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติที่ออกแบบมาสำหรับขั้นตอนดังกล่าวเพื่อช่วย Krieger กล่าว

“ Robotic anastomosis เป็นวิธีหนึ่งที่จะทำให้มั่นใจได้ว่างานการผ่าตัดที่ต้องใช้ความแม่นยำสูงและการทำซ้ำสามารถทำได้อย่างแม่นยำและแม่นยำมากขึ้นในผู้ป่วยทุกรายที่เป็นอิสระจากทักษะศัลยแพทย์” Krieger กล่าว "เราตั้งสมมติฐานว่าสิ่งนี้จะส่งผลให้เกิดการผ่าตัดแบบประชาธิปไตยเพื่อดูแลผู้ป่วยด้วยผลลัพธ์ของผู้ป่วยที่คาดการณ์ได้และสอดคล้องกันมากขึ้น"