Robot udfører kirurgi på blødt væv bedre end menneskelige hænder


Robot udfører kirurgi på blødt væv bedre end menneskelige hænder

Forskere har taget robotik til et nyt niveau i operationsstuen. De viser for første gang, hvordan en overvåget autonome robot kan udføre kirurgi på blødt væv i levende svin mere effektivt end kirurgens hænder eller endda en kirurg assisteret af en robot.

Forskere siger, at målet med det overvågede autonome robotsystem ikke er at erstatte kirurger, men at forbedre resultaterne ved at supplere menneskelige færdigheder med forbedret vision, fingerfærdighed og maskinens intelligens.

Billedkredit: Børns nationale sundhedssystem

Teamet, fra Sheikh Zayed Institute for Pediatric Surgical Innovation, Children's National Health System, Washington, DC, beskriver Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) og hvordan det overgik menneskelige kirurger, der opererer på blødt væv i en Science Translational Medicine papir.

De testede STAR mod manuel kirurgi, laparoskopi (nøglehul kirurgi) og robotassisteret kirurgi med da Vinci kirurgisk system på dødt væv og også i en procedure kaldet "anastomose", som involverede at forbinde tarmens rørformede sløjfer i levende svin.

Forskerne bemærker, at den "overvågede autonome operation, der tilbydes af STAR-systemet, var overlegen" til de andre metoder.

STAR er en overvåget robot, der effektivt fjerner kirurgens hænder fra proceduren, og i stedet overvåger kirurgen robotens autonomt planlagte og udførte søm eller suturering.

Blødt væv er væv, der forbinder, understøtter eller omgiver organer og andre kropsstrukturer som sener, hud, fedt, muskler, nerver, blodkar og ledbånd.

I USA alene udføres over 44,5 millioner bløde vævsoperationer hvert år; 1 million af disse er for anastomose.

"Ikke at erstatte, men at supplere menneskekirurger"

I test på død og levende væv oversteg STAR-systemet de øvrige metoder på en række kritiske foranstaltninger.

Disse foranstaltninger indeholdt konsistens af suturafstand (som hjælper med at fremme helbredelse) og mængden af ​​tryk, som det sammensatte væv kan modstå før lækage forekommer - et område med betydelig potentiel komplikation i anastomose.

Fejl, der kræver fjernelse af nåle, var også minimal for STAR, og reduktionerne i rørdiameter (lumenreduktioner) i STAR-operationerne var også inden for det acceptable område, bemærk forskerne.

Imidlertid tog anastomosen ved hjælp af STAR længere tid at gennemføre end en manuel procedure - 35 minutter i modsætning til 8 minutter. Men forskerne bemærker, at roboten tog omtrent samme tid som gennemsnittet for nøglehullet kirurgi, som kan variere fra 30-90 minutter til anastomose, afhængigt af kompleksitet.

Kirurgi på blødt væv er en vanskelig opgave for robotter, fordi det deformerer og bevæger sig uforudsigeligt, når det berøres, hvilket kræver, at kirurgen foretager konstante tilpasninger. Men ved at samle værktøjer til "suturering såvel som fluorescerende og 3-D billeddannelse, kraftføling og submillimeterpositionering" har forskerne formået at få deres robot til at overvinde denne vanskelighed.

Robots sporingssystem kombinerer for eksempel nær-infrarød fluorescerende (NIRF) markering med et 3-D "plenoptisk kamera" for at oprette 3-D billeder af målvævet. Dette fanger en række små billeder fra forskellige vinkler med fokus på udvalgte punkter.

Disse billeder behandles derefter af speciel software til at muliggøre nøjagtig, uhindret sporing af vævsdeformation under operationen.

Et andet stykke software, en intelligent algoritme, kombinerer med sporingssystemet til at guide - og autonomt justere i realtid - den kirurgiske plan som vævet bevæger sig rundt og ændrer sig.

En video fra Videnskab Yderligere forklarer, hvordan robotten virker.

Seniorforfatter Dr. Peter C. W. Kim, en pædiatrisk kirurg og vicepræsident for Sheikh Zayed Institute, siger, at det ikke er meningen at erstatte kirurger, men at forbedre resultaterne ved at supplere menneskelige færdigheder med forbedret vision, fingerfærdighed og maskinens intelligens.

Vores resultater viser potentialet for autonome robotter til at forbedre effektiviteten, sammenhængen, funktionen og tilgængeligheden af ​​kirurgiske teknikker."

Dr. Peter C. W. Kim

Holdet planlægger nu at gøre værktøjerne endnu mindre og forbedre sensorerne, så teknologien kan bruges mere bredt. Dr. Kim siger, at de håber at med den rigtige partner vil nogle eller hele teknologien være klar til klinisk brug i de næste 2 år.

Lær hvordan robotkirurgi blev brugt til sikkert at fjerne komplekse nyretumorer hos udvalgte patienter.

SCP-811 Swamp Woman | Object Class Euclid | Humanoid SCP | Biohazard SCP (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis