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你能想象在无人指导的情况下，机器人独立完成一台手术吗？近期，约翰·霍普金斯研究团队所设计的智能组织自动机器人（Smart Tissue Autonomous Robot，STAR）在猪的软组织上开展了首例无人指导下的腹腔镜手术，其手术结果显著优于进行相同操作的人类医生的结果。 这是机器人技术向全自动化人体手术迈出的重要一步，今日的《科学机器人（Science Robotics）》杂志对此进行了详细介绍。 “研究结果表明，我们可以对一项复杂且精妙的手术——小肠两端的再吻合手术——进行自动化。STAR 在四只动物身上进行了这项操作，其结果显著优于人类进行相同操作的结果，”约翰·霍普金斯大学怀廷工程学院机械工程系助理教授、资深作者 Axel Krieger 说。 该机器人尤其擅长肠道吻合术，而这是一项需要高度动作重复、高精准度的手术。吻合一段小肠的两端可以说是消化道手术中最具挑战性的一步，需要外科医生以高度的准确性和一致性进行缝合。即使是最轻微的手部抖动或错位缝合都有可能导致泄漏，而这可能会给患者造成灾难性的并发症。  Krieger 教授与约翰·霍普金斯的电气和计算机工程教授 Jin Kang，以及位于华盛顿特区的国家儿童医院的合作者们一道，共同打造了这台机器人（一个专门用于缝合软组织的视觉引导系统）。 当前的版本是对 2016 年模型的迭代，当时的模型准确地进行了猪小肠的修复术，但需要一个较大的切口才能进入肠道，并需要较多的人工指导。 研究团队为 STAR 配备了增强自动性和改善手术精度的新功能，这些功能包括专门的缝合工具和最先进的成像系统，可提供更为精确的手术区域的可视化。 由于其不可预测性，软组织手术对机器人来说尤其困难，因为它们必须具备快速应对意外障碍的适应能力，Krieger 教授说。而 STAR 具备的新型控制系统使其能像人类外科医生一样实时调整手术计划。 增强型自主腹腔镜软组织手术  （A）STAR 系统的组成部分，包括医疗机器人手臂、驱动的手术工具和双通道近红外和三维结构光内窥镜成像系统；(B) STAR 系统增强型自主控制策略的控制架构 “STAR 的特别之处在于，它是第一个几乎不需要人工干预规划、调整和执行软组织手术计划的机器人系统，” Krieger 教授说。 Kang 教授及其学生开发的基于结构光的三维内窥镜和基于机器学习的跟踪算法负责对 STAR 进行指导。“ 我们相信先进的三维机器视觉系统在让手术机器人变得更智能、更安全方面至关重要，” Kang 教授说。 随着医学领域内越来越多的手术采取腹腔镜的方式开展，拥有为此类手术专门设计的自动化机器人系统来提供帮助就变得非常重要了，Krieger 教授说。  Axel Krieger 约翰·霍普金斯大学怀廷工程学院机械工程系助理教授，专注于医疗机器人技术开发 “机器人吻合术是一种可用于高精度、高重复性手术的方法，能确保对每位患者都以更高的准确性和精确度执行此类手术任务，而不必依赖外科医生的技能水平，”Krieger 教授说。 “我们认为这将在患者护理领域产生一种让更多人受益的手术操作方法，提高患者结局的可预测性和一致性。” 免责申明： 此信息仅用于科普目的，不能代替医疗意见。本文由约翰·霍普金斯医疗集团发布。 编辑：Joan Liu 资料来源： https://hub./2022/01/26/star-robot-performs-intestinal-surgery/ https://www./doi/10.1126/scirobotics.abj2908 |
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