美國首例！機械人獨立完結(jié)腹腔鏡手術(shù) 比內(nèi)科醫(yī)師更“快準狠”

你能設(shè)想在無人引導(dǎo)的狀況下，機械人獨立完結(jié)一臺手術(shù)嗎？短期，約翰·霍普金斯研發(fā)隊伍所設(shè)計的自動組織智能機械人（Smart Tissue Autonomous Robot，STAR）在豬的軟組織上展開了首例無人引導(dǎo)下的腹腔鏡手術(shù)，其手術(shù)結(jié)果明顯優(yōu)于進行相近操控的人類醫(yī)師的結(jié)果。

這是機械人技巧向全智能化身體手術(shù)邁出的首要一步，今天的《科學(xué)機械人（Science Robotics）》雜志對此進行了全面簡介。

“研發(fā)結(jié)果標明，咱們能夠?qū)σ豁椄唠y且精巧的手術(shù)——小腸兩頭的再吻合手術(shù)——進行智能化。STAR 在四只植物身上進行了這項操控，其結(jié)果明顯優(yōu)于人類進行相近操控的結(jié)果，”約翰·霍普金斯大學(xué)懷廷工程學(xué)院機器工程系助理老師、資深作家 Axel Krieger 說。

該機械人特別善于腸道吻合術(shù)，而這是一項須要高度動作反復(fù)、高精確度的手術(shù)。吻合一段小腸的兩頭能夠說是消化道手術(shù)中最具戰(zhàn)斗性的一步，須要內(nèi)科醫(yī)師以高度的確切性和一致性進行縫合。縱然是最輕微的手部顫動或錯位縫合都有也許造成泄露，而這也許會給患者導(dǎo)致劫難性的并發(fā)癥。

Krieger 老師與約翰·霍普金斯的電氣和計算機工程老師 Jin Kang，并且位于華盛頓特區(qū)的國度兒童醫(yī)院的協(xié)作者們一道，一同打造了這臺機械人（一個專門用來縫合軟組織的視覺疏導(dǎo)體系）。

當下的版本是對 2016 年模型的迭代，那時的模型確切地進行了豬小腸的恢復(fù)術(shù)，但須要一個較大的切口才能加入腸道，并須要較多的人工引導(dǎo)。

研發(fā)隊伍為 STAR 配備了加強智能性和改進手術(shù)精度的新性能，這類性能含蓋專門的縫合工具和最超前的成像體系，可供應(yīng)更為準確的手術(shù)領(lǐng)域的可視化。

因為其不能預(yù)判性，軟組織手術(shù)對機械人來說特別艱難，由于它們必需具有迅速應(yīng)付意外阻礙的順應(yīng)本領(lǐng)，Krieger 老師說。而 STAR 具有的新式操控體系使其能像人類內(nèi)科醫(yī)師同樣實時調(diào)節(jié)手術(shù)策劃。

加強型主動腹腔鏡軟組織手術(shù)

（A）STAR 體系的構(gòu)成一些，含蓋醫(yī)療機械人手臂、驅(qū)動的手術(shù)工具和雙入口近紅外和三維構(gòu)造光內(nèi)窺鏡成像體系；(B) STAR 體系加強型主動操控方略的操控架構(gòu)

“STAR 的特別之處在于，它是第一個幾乎不須要人工干預(yù)計劃、調(diào)節(jié)和施行軟組織手術(shù)策劃的機械人體系，” Krieger 老師說。

Kang 老師及其學(xué)生開發(fā)的基于構(gòu)造光的三維內(nèi)窺鏡和基于機械學(xué)習(xí)的追蹤算法負責(zé)對 STAR 進行引導(dǎo)?！?咱們相信超前的三維機械視覺體系在讓手術(shù)機械人變得更自動、更安全方面至關(guān)首要，” Kang 老師說。

緊隨醫(yī)學(xué)行業(yè)內(nèi)越來越多的手術(shù)采用腹腔鏡的方法展開，具有為此類手術(shù)專門設(shè)計的智能化機械人體系來供應(yīng)輔助就變得十分首要了，Krieger 老師說。

Axel Krieger

約翰·霍普金斯大學(xué)懷廷工程學(xué)院機器工程系助理老師，專注于醫(yī)療機械人技巧開發(fā)

“機械人吻合術(shù)是一類可用來高精度、高反復(fù)性手術(shù)的方式，能保證對每位患者都以更高的確切性和準確度施行此類手術(shù)任務(wù)，而不用依托內(nèi)科醫(yī)師的技藝程度，”Krieger 老師說。

“咱們認定這將在患者護理行業(yè)構(gòu)成一類讓更多人受益的手術(shù)操控方式，提升患者結(jié)局的可預(yù)判性和一致性?！?/p>

編纂：Joan Liu

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