智能組織自主機(jī)器人可以在沒有人的幫助下對(duì)豬的軟組織進(jìn)行腹腔鏡手術(shù)。資料來源：約翰霍普金斯大學(xué)

一個(gè)機(jī)器人在沒有人類指導(dǎo)的情況下對(duì)一頭豬的軟組織進(jìn)行了腹腔鏡手術(shù)--這是機(jī)器人技術(shù)朝著對(duì)人類進(jìn)行完全自動(dòng)化手術(shù)邁出的重要一步。由約翰霍普金斯大學(xué)的一個(gè)研究小組設(shè)計(jì)的智能組織自主機(jī)器人（STAR）今天在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上進(jìn)行了描述。

高級(jí)作者、約翰霍普金斯大學(xué)懷特工程學(xué)院機(jī)械工程助理教授Axel Krieger說："我們的研究結(jié)果表明，我們可以將外科手術(shù)中最復(fù)雜和精細(xì)的任務(wù)之一自動(dòng)化：重新連接腸子的兩端。STAR在四只動(dòng)物身上進(jìn)行了手術(shù)，它產(chǎn)生的結(jié)果明顯比人類進(jìn)行同樣的手術(shù)好。"

該機(jī)器人在腸道吻合術(shù)方面表現(xiàn)出色，這種手術(shù)需要高度的重復(fù)運(yùn)動(dòng)和精確。連接腸子的兩端可以說是胃腸道手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟，需要外科醫(yī)生以高度的準(zhǔn)確性和一致性進(jìn)行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或錯(cuò)位的縫合，都可能導(dǎo)致泄漏，對(duì)病人來說可能是災(zāi)難性的并發(fā)癥。

克里格與華盛頓特區(qū)國家兒童醫(yī)院的合作者以及約翰霍普金斯大學(xué)電氣和計(jì)算機(jī)工程教授金-康合作，幫助創(chuàng)建了這個(gè)機(jī)器人，一個(gè)專門為縫合軟組織設(shè)計(jì)的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)。他們目前的迭代推進(jìn)了2016年的模型，準(zhǔn)確地修復(fù)了一只豬的腸子，但需要一個(gè)大的切口來進(jìn)入腸子，并需要人類的更多指導(dǎo)。

該團(tuán)隊(duì)為STAR配備了新的功能，以增強(qiáng)自主性和提高手術(shù)精度，包括專門的縫合工具和最先進(jìn)的成像系統(tǒng)，提供更準(zhǔn)確的手術(shù)領(lǐng)域的可視化。

Krieger說：”軟組織手術(shù)對(duì)機(jī)器人來說特別難，因?yàn)樗牟豢深A(yù)測性，迫使它們能夠快速適應(yīng)，以處理意外的障礙。STAR有一個(gè)新穎的控制系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)調(diào)整手術(shù)計(jì)劃，就像人類外科醫(yī)生那樣。”

Krieger說："STAR的特別之處在于，它是第一個(gè)在軟組織中計(jì)劃、適應(yīng)和執(zhí)行手術(shù)計(jì)劃的機(jī)器人系統(tǒng)，只需最小的人為干預(yù)。"

Kang說："由Kang和他的學(xué)生開發(fā)的基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的跟蹤算法指導(dǎo)著STAR。我們相信，先進(jìn)的三維機(jī)器視覺系統(tǒng)對(duì)于使智能手術(shù)機(jī)器人更智能、更安全至關(guān)重要。"

克里格說：“隨著醫(yī)療領(lǐng)域向更多的腹腔鏡手術(shù)方式發(fā)展，擁有一個(gè)為此類手術(shù)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化機(jī)器人系統(tǒng)來協(xié)助將非常重要。”

Krieger說："機(jī)器人吻合術(shù)是確保需要高精度和可重復(fù)性的手術(shù)任務(wù)能夠在每個(gè)病人身上以更高的精度和準(zhǔn)確性進(jìn)行，而不受外科醫(yī)生技能的影響，我們假設(shè)，這將導(dǎo)致病人護(hù)理的手術(shù)方法民主化，使病人的結(jié)果更加可預(yù)測和一致。"

來自約翰霍普金斯大學(xué)的團(tuán)隊(duì)還包括Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei和Simon Leonard。國家兒童醫(yī)院過渡性泌尿外科主任Michael H. Hsieh也對(duì)這項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn)。