Chytrý tkáňový autonomní robot (STAR), navržený týmem výzkumníků z Johns Hopkins University (Maryland, USA), provedl laparoskopickou operaci na měkké tkáni prasete bez vodící ruky člověka. Tento významný krok v robotice směrem k plně automatizované chirurgii na lidech je popsán v časopise Science Robotics.
„Naše zjištění ukazují, že můžeme automatizovat jeden z nejsložitějších a nejchoulostivějších úkolů v chirurgii: opětovné spojení dvou konců střeva. STAR provedla proceduru u čtyř zvířat a přinesla výrazně lepší výsledky než lidé provádějící stejný zákrok,“ řekl hlavní autor Axel Krieger, odborný asistent strojního inženýrství na Whiting School of Engineering Johnse Hopkinse.
Robot vynikal ve střevní anastomóze, což je postup, který vyžaduje přesnost a vysokou úroveň opakovaných pohybů. Spojení dvou konců střeva je pravděpodobně nejnáročnějším krokem v gastrointestinální chirurgii, který vyžaduje, aby chirurg sešil s vysokou přesností a důsledností. I sebemenší chvění ruky nebo špatně umístěný steh může mít za následek únik, který by mohl mít pro pacienta katastrofální komplikace.
Axel Krieger se spolupracovníky z Dětské národní nemocnice ve Washingtonu, DC a také s Jinem Kangem, profesorem elektrotechniky a počítačového inženýrství Johns Hopkins, pomohl vytvořit robota, který je zrakově řízený systém navržený speciálně pro sešívání měkkých tkání. Jejich současná iterace posouvá model z roku 2016, který přesně opravoval prasečí střeva, ale vyžadoval velký řez pro přístup k nim a další vedení od lidí.
Tým vybavil STAR novými funkcemi pro lepší autonomii a vylepšenou chirurgickou přesnost, včetně specializovaných šicích nástrojů a nejmodernějších zobrazovacích systémů, které poskytují přesnější vizualizaci chirurgického pole.
Chirurgie měkkých tkání je pro roboty obzvláště náročná kvůli její nepředvídatelnosti, která je nutí rychle se adaptovat na neočekávané překážky. STAR má nový řídicí systém, který dokáže upravit operační plán v reálném čase, stejně jako by to udělal lidský chirurg. „To, co dělá STAR výjimečným, je to, že je to první robotický systém, který plánuje, přizpůsobuje a provádí chirurgický plán v měkkých tkáních s minimálním zásahem člověka,“ řekl Krieger.
Trojrozměrný endoskop založený na strukturálním světle a sledovací algoritmus založený na strojovém učení vyvinutý Kangem a jeho studenty vede STAR. „Věříme, že pokročilý trojrozměrný systém strojového vidění je nezbytný pro to, aby inteligentní chirurgické roboty byly chytřejší a bezpečnější,“ popisuje Kang.
Jak se lékařská oblast posouvá směrem k více laparoskopickým přístupům pro operace, bude důležité mít automatizovaný robotický systém navržený pro takové postupy, který by pomáhal. „Robotická anastomóza je jedním ze způsobů, jak zajistit, aby chirurgické úkoly, které vyžadují vysokou přesnost a opakovatelnost, mohly být prováděny u každého pacienta nezávisle na dovednostech chirurga. Předpokládáme, že to povede k demokratizovanému chirurgickému přístupu k péči o pacienta s předvídatelnějšími a konzistentnějšími výsledky pacientů.“ doplnil Krieger.
V týmu Johnse Hopkinse byli také Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei a Simon Leonard. Do výzkumu přispěl i Michael H. Hsieh, ředitel přechodné urologie v Dětské národní nemocnici. (lj)
Zdroj: Johns Hopkins University / TechXplore
