Ya bir sonraki ameliyatınız bir robot tarafından planlanmış ve gerçekleştirilirse? Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki bir ekip bu fikri gerçeğe dönüştürmek için çalışıyor.
Robot destekli cerrahi kavramı yeni değildir: birkaç sistem geliştirilmiştir ve insan hastalarını tedavi etmek için kullanılmaktadır. Bir örnek, bir cerrah tarafından uzaktan kontrol edilen robotik kollara sahip laparoskopik bir cihaz olan Da Vinci Cerrahi Sistemidir. Bu sistem otonom değil-robot bağımsız olarak herhangi bir cerrahi görev gerçekleştirmez. Önceden belirlenmiş bir plana göre kemiği tam olarak kesmek için bir robot kullanan TSolution One ® gibi daha yüksek özerklik seviyelerine sahip diğer robotik sistemler geliştirilmiştir. Mevcut otonom robotik sistemler büyük ölçüde kalça veya diz implantları için kemiğe delme gibi sert dokuları içeren ameliyatlara yardımcı olmak için kullanılmıştır. Ancak bu sistemler, hasta nefes aldığında ortaya çıkan öngörülemeyen doku hareketlerini veya cerrahi aletlerin boyut sınırlamalarını hesaba katan benzersiz zorluklar yaratan yumuşak doku ameliyatları için kullanılmamıştır.
Şimdi, nibib tarafından finanse edilen araştırmacılar, bir cerrahın minimum yardımı ile bağırsak cerrahisi gerçekleştirebilen özerk bir robot geliştiriyorlar. Dahası, robot, klinik öncesi modellerde kafa kafaya karşılaştırıldığında uzman cerrahlardan daha iyi performans gösterdi. Bilinen ilk otonom laparoskopik yumuşak doku cerrahisini sergileyen bu robotun gelişimini detaylandıran bir çalışma, yakın zamanda Science Robotics'te yayınlandı.
Star (akıllı doku otonom robotu için) olarak adlandırılan robot, Axel Krieger, Ph.D. ve Johns Hopkins Üniversitesi'ndeki meslektaşları tarafından geliştirildi. Şimdiye kadar, robot bağırsak anastomozu yapmak için geliştirilmiştir-; burada iki parça ince bağırsak, bir cerrahın gözetiminde ve rehberliği altında tek, sürekli bir bölüm oluşturmak için birlikte dikilmiştir. Krieger, robotun prosedürü nasıl gerçekleştirdiğini açıkladı: Cerrah doku kenarlarını manuel olarak ortaya çıkardıktan sonra, Star görüntüler çekiyor ve dokunun şekli ve kalınlığına dayalı olarak sütür yerleştirme için bir plan geliştiriyor. İnsan operatörü planı onayladıktan sonra, yıldız dokuyu bağımsız olarak diker. Doku deforme olursa veya belirli bir eşiğin ötesine geçerse, Star cerraha yeni bir cerrahi planın oluşturulup oluşturulmayacağını sorar. Bu işlem, robot tüm prosedürü tamamlayana kadar tekrarlanır.
Krieger, "Yeni dikiş araçları, görüntüleme sistemleri, makine öğrenme algoritmaları ve robotik kontroller ekleyerek, yıldız sistemi yumuşak dokularda otonom laparoskopik cerrahinin zorluklarının üstesinden gelmek için donanımlıdır." Dedi. "Yıldız cerrahi bir sahneyi görselleştirebilir, cerrahi bir plan oluşturabilir ve daha sonra bu planları yüksek doğruluk ve hassasiyetle yürütebilir." Bununla birlikte, yıldızın cerrahların yerini almayı amaçlamadığını belirtti. "Yıldız gibi otonom robotlar, cerrahların yanında cerrahi iş akışına dahil edilecek, hassas, tekrarlayan görevlerin performansını artıracak ve sonuçta hastadan hastaya cerrahi tutarlılığı iyileştirecek şekilde tasarlanmıştır."
Star'ın uzman cerrahlarla karşılaştırıldığında ne kadar iyi performans gösterdiğini değerlendirmek için araştırmacılar, "Phantom" bağırsak dokularını bir model sistemi olarak kullandılar. Sentetik ince bağırsak, ileri geri hareket etmek için programlanmış doğrusal bir aşamaya monte edildi, Krieger, ameliyat sırasında ortaya çıkacak solunum hareketlerini simüle etti. Ayrıca bu deneyler sırasında, fantom dokusu rastgele döndürüldü ve deforme edildi, yıldız veya cerrahın prosedürü duraklatmasını, yeniden gruplandırmasını ve tamamlamasını gerektirdiğini söyledi. Star, phantom dokuları üzerindeki prosedürü beş kez gerçekleştirdi ve dört cerrah prosedürü iki farklı şekilde gerçekleştirdi-; iki kez geleneksel manuel laparoskopi ve iki kez farklı bir robot destekli sistem kullanarak.
Uzman cerrahlarla karşılaştırıldığında, Star'ın daha az hatası vardı ve sütür boşluğu ve derinlikte daha tutarlıydı. Ek olarak, araştırmacılar rezeke edilen fantom bağırsaklarından viskoz sıvı aktıklarında, akışın yıldız tarafından yeniden yapılandırılan dokularda en laminer (pürüzsüz ve akıcı) olduğunu ve uzman cerrahlar tarafından gerçekleştirilenlerden daha yüksek kaliteli bir anastomoz olduğunu bulmuşlardır.
Son olarak, Star'ın performansı büyük bir hayvan modelinde değerlendirildi. Beş domuz üzerinde bağırsak anastomozu yapıldı; Dört hayvan için prosedür yıldız yoluyla gerçekleştirildi ve beşinci hayvan için prosedür geleneksel manuel laparoskopi yoluyla gerçekleştirildi. Fantom deneylerine benzer şekilde Star, uzman cerrahla karşılaştırıldığında daha az hata yaptı. Ek olarak, araştırmacılar rezeke edilen bağırsakların ameliyattan yedi gün sonra ne kadar iyi iyileştiğini analiz ettiklerinde, iki farklı cerrahi yöntem arasında yara iyileşmesinde gözlemlenebilir bir fark yoktu.
Krieger, "Sonuçlarımız, dikiş görevlerini yerine getirirken yıldızın uzman cerrahlardan daha tutarlı ve doğru olduğunu gösteriyor." Dedi. Bulgularının cerrahi bakımı demokratikleştirme potansiyelini gösterdiğini belirtti-bu da daha öngörülebilir ve tutarlı hasta sonuçlarına yol açabilir.
Krieger, "Birçoğu bir makinenin geleneksel olarak bir insan tarafından gerçekleştirilen özel bir görevi yerine getirmesi konusunda tereddüt etse de, robotik sistemler tıbbi ortamlarda hasta sonuçlarını iyileştirme potansiyeline sahiptir." Dedi. Diyerek şöyle devam etti: "Tıpkı halkın otomobillerde yavaş yavaş seyir kontrolü, şerit yardımı ve kendi kendine park etme özelliklerini benimsediği gibi-bu da sonunda kendi kendine giden arabalara yol açacak; bence tıbbi robotik alanında benzer bir ilerleme göreceğiz."