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機器人首次自主實施對豬腹腔鏡手術(shù)

來源: 科技日報   日期:2022-01-27  責編: 殷緒江  
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   美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)研究團隊在26日的《科學(xué)·機器人學(xué)》上發(fā)表論文稱,其設(shè)計的智能組織自主機器人STAR在沒有人類指導(dǎo)的情況下,對豬的軟組織進行了腹腔鏡手術(shù),這是向機器人最終在人體上實施全自動手術(shù)邁出的重要一步。
   約翰斯·霍普金斯大學(xué)工程學(xué)院機械工程助理教授、資深作者艾克賽爾·克雷格說,研究結(jié)果表明,STAR可自主執(zhí)行手術(shù)中最復(fù)雜且最精細的任務(wù)之一:重新連接腸道的兩端。STAR在4只動物身上做了手術(shù),結(jié)果明顯優(yōu)于做同類手術(shù)的人。
   該機器人擅長腸道吻合術(shù),這是一種需要高水平重復(fù)運動和精確度的手術(shù)。連接腸道的兩端可說是胃腸手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟,需要外科醫(yī)生以高精度和一致性進行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯位,也可能導(dǎo)致泄漏,而這可能會給患者帶來災(zāi)難性的并發(fā)癥。
   研究人員表示,STAR其實是一種專門用于縫合軟組織的視覺引導(dǎo)系統(tǒng),團隊為STAR配備了增強自主性和提高手術(shù)精度的新功能,包括專門的縫合工具和最先進的成像系統(tǒng),以提供更準確的手術(shù)區(qū)域可視化。
   克雷格說,軟組織手術(shù)對機器人來說尤其困難,因為它的不可預(yù)測性迫使機器人要快速適應(yīng)以應(yīng)對意外的障礙。STAR有一個新穎的控制系統(tǒng),可像人類外科醫(yī)生一樣實時調(diào)整手術(shù)計劃。STAR的特別之處在于,它是第一個以最少的人工干預(yù)來規(guī)劃、調(diào)整和執(zhí)行軟組織手術(shù)計劃的機器人系統(tǒng)。
   研究人員開發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機器學(xué)習(xí)的跟蹤算法來指導(dǎo)STAR。他們表示,隨著醫(yī)學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)出更多的腹腔鏡手術(shù)方法,擁有一個為此類手術(shù)設(shè)計的自主機器人系統(tǒng)來提供幫助將非常重要。





 

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