Döbbenetes eredményt hozott a sebészrobot bevetése

Kép a robotról

A világon első alkalommal teljesen emberi beavatkozás nélkül, hibátlanul hajtott végre egy robot egy olyan laparoszkópos műtétet – egyelőre disznókon –, amely a valódi sebészeket is megizzasztja. A bél összevarrását a robot precízebben végezte, mint azt bármilyen ember tudná.

Mindenféle emberi felügyelet és beavatkozás nélkül laparoszkópos – vagyis apró bemetszésen át végzett – műtétet hajtott végre sertések lágyszövetein egy sebészrobot. A Johns Hopkins Egyetem (Egyesült Államok) csapata által tervezett, Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) névre keresztelt robot teljesítménye komoly előrelépést jelent a teljesen automatizált emberi sebészet irányába. Az úttörő vállalkozásról a szerzők a Science Robotics folyóirat legutóbbi számában adnak hírt.

Eredményeink azt mutatják, hogy az egyik legkomplikáltabb és legprecízebb beavatkozás a sebészetben – egy bél két szabad végének összevarrása – teljes mértékben automatizálható.

A STAR négy kísérleti állaton hajtotta végre a műtétet, és számottevően jobb teljesítményt nyújtott a feladat végrehajtásában, mint az ugyanezzel megbízott emberi sebészek" – nyilatkozta Axel Krieger, a tanulmány rangidős szerzője és a Johns Hopkins Egyetem Whiting Mérnöki Tanszékének tanára.

A robot a bél-anasztomózisnak nevezett műveletben remekelt. E feladat végrehajtásához precíz mozdulatok sokszori ismétlése szükséges. A bél két szabad végének összekötése mértékadó vélemények szerint az egyik legnagyobb kihívást jelentő művelet az emésztőrendszeri sebészetben, melynek sikeréhez kulcsfontosságú, hogy a sebész a lehető legpontosabban és legegyenletesebben öltsön. A kéz legapróbb remegése, egyetlen félrecsúszott öltés szivárgást eredményezhet a varrás mentén, ami katasztrofális szövődményekkel járhat a beteg számára.

Kép a robotról Forrás: Johns Hopkins University

A Childrens's National Hospital (Washington, D.C.) munkatársaival, valamint Jin Kanggal, a Johns Hopkins elektronikus és számítógépes mérnökével együttműködve Krieger olyan robot létrehozásában segédkezett, amelyet kifejezetten arra a célra terveztek, hogy vizuális információ által irányított módon lágyszöveti varratokat helyezzen el. A mostani fejlesztés egy 2016-os korábbi robotmodellre épül, amely szintén sikeresen elvégezte a disznó belének összevarrását, de nagy műtéti bemetszést igényelt ahhoz, hogy a bélhez hozzáférjen, és több emberi segítségre volt szüksége.

A csoport a STAR-t olyan eszközökkel és képességekkel látta el, amelyek önállóbbá teszik, és javítják a sebészi pontosságát.

Az új csúcsmodell specializált öltőeszközöket kapott, és a legmodernebb technológiának megfelelő képalkotó rendszert, amely a műtéti terület jobb feltérképezését teszi lehetővé.

A lágyrészsebészet különösen a kiszámíthatatlansága miatt nehéz a robotok számára: arra kényszeríti őket, hogy gyorsan alkalmazkodjanak előre meg nem jósolható akadályokhoz – mondta el Krieger. A STAR olyan újszerű irányítórendszerrel rendelkezik, amely élő időben képes módosítani a műtéti tervet, pontosan úgy, ahogy egy emberi sebész tenné.

A STAR-t az teszi különlegessé, hogy ez az első olyan robot, amely minimális emberi beavatkozással megtervez, a helyzethez alkalmaz és végrehajt egy lágyrészsebészeti műtétet"

– hangsúlyozta a kutató.

A STAR-t egy szerkezeti fény-alapú háromdimenziós endoszkóp és a Kang és hallgatói által kialakított, gépi tanuló algoritmuson alapuló követő algoritmus vezérli. „Úgy véljük, hogy a fejlett háromdimenziós gépi látórendszer által tehetjük az intelligens sebészrobotokat okosabbá és biztonságosabbá" – tette hozzá Kang.

Ahogy a sebészet egyre inkább a laparoszkópos megoldások irányába mozdul el, fontos segítséget fognak nyújtani a kimondottan ilyen eljárásokhoz tervezett automatizált robotikus rendszerek – vélekedik Krieger. „A robot által végrehajtott anasztomózis fontos állomás afelé, hogy a nagy pontosságot igénylő és repetitív sebészi feladatokat precízebben lehessen a jövőben kivitelezni minden betegen, a konkrét sebész kézügyességétől függetlenül – összegezte a kutató. – Az az elképzelésünk, hogy a robotok bevonása a betegellátásba demokratizálni fogja a műtétekhez való hozzáférést, és következetesebbé, kiszámíthatóbbá teszi a műtétek kimenetelét."