自动缝合成功!机器人医生首次超越人类医生

自动缝合成功!机器人医生首次超越人类医生

智能手术机器人计划并实施了本次手术。图片来源:Sheikh Zayed儿童手术创新研究院。

机器人手术实现了一项突破。一个机器人利用自己的视觉、工具与智能,缝合了猪的小肠。同时,人类医生给进行了同样的任务,不过从手术结果来评判,小型组织自动机器人(STAR)完成得更加出色。

不过,STAR的发明者并没有宣布自己的机器人马上可以代替人类医生了。他们将此次成功视为对概念的验证——验证了此次手术中具体涉及到的技术,也验证了手术室中“有监管的自动化”广义概念。

小儿科医生Peter Kim是研究员之一,在昨天的媒体发布会上貌似没有觉得自己要被机器人抢走饭碗了。“虽然我们对于自己手术中的手艺深感自豪,但是,有一个可以帮助我们改善结果的机器是非常有帮助的。”他说。

这项研究今天发表在《科学转化医学》期刊,研究员给机器人编程,进行了名叫肠吻合的手术,手术中一小片被切下的小肠将被重新缝合。团队中的高级工程师Ryan Decker说,必须做到结构紧密,并且间距规整,这样防止泄露,从这个意义上说,手术就像修补一个胶管。STAR既在实验室中进行了活体外手术,也在一只麻醉的猪体内进行了手术。同时,有经验的人类医生也进行了同样的手术。手术完成后医生们比较了双方的缝合线,STAR的缝合更加一致,能够更好防止泄露。

自动缝合成功!机器人医生首次超越人类医生

图片来源:IEEE Spectrum

不过,机器人还有帮手。在试验大约40%的部分,研究员都介入进来给了机器人一点指导——就像上面的动图中那样,可以看到一只手在握着线。剩余60%的时间,机器人完全独立地完成了任务。

研究员都不认为机器人对医生的地位带来了威胁,而是将这种装置视作可以在真的手术室使用的联合控制装置。人类医生可以监管机器人的手术,甚至与机器人交换任务,让机器完成手术中更加常规和繁琐的工作。“你可以想到,如果到了关键时刻,医生会紧密监管机器人。”Decker说,“我想医生不会宽心地把病人完全交给机器,然后自己悠哉地去喝咖啡聊天。”

如今,手术中已经有一些步骤中融入了智能机器。在一些手术中,机器人进行关键步骤已经成为常规,包括骨科膝关节置换、镭射视力矫正手术和头发移植。不过,这些手术的共同特点是手术对象是固定的,例如腿骨、眼睛、头部都可以在手术中放置在固定位置上。而软组织手术更难进行自动化,因为体内组织在手术中很难固定和追踪。

目前最先进的软组织手术机器人是Intuitive Surgical的达芬奇系统,但系统并不算是自动化的。达芬奇是一个远程操作系统,医生坐在控制台灵活地操作系统,病人体内的机器工具会模仿医生的操作。

STAR应对软组织的方式是融合不同的技术。它的视觉系统依靠近红外荧光(NIRF)标记,而一个3D摄像头记录整个手术区域的图像。通过结合所有的数据,STAR可以专注在目标上。机器人自己规划缝合任务,并随着组织在手术中的移动变化不断调整自己的计划。

研究人员对STAR的训练仅限于此次小肠缝合手术。“我们将最好的医生的技术编程进机器,基于物理学和普遍共识。”Kim说。

外界一位手术机器人专家将此次研究称为手术机器人的一项突破,但是也说到研究的局限显示了自动机器人“还不会很快进入手术室”。华盛顿大学的自动手术机器人先锋Blake Hannaford称机器人依赖的NIRF标记是由人类医生标记的。

Hannaford同时质疑了STAR手术的医疗意义。“从技术角度看,半自动缝合对手术机器人来说是一项巨大挑战,但是从医疗角度来看,很多缝合工作用缝合器几秒钟就能完成。”他在一封电子邮件中写道。“显然他们在拿大炮打蚊子。”

STAR团队说,此次研究只是为了证明自动机器人可以达到软组织手术所要求的难度。虽然机器人还没有能够进入手术室,Kim说他希望自己的技术在未来几年可以整合入商用医疗设备。他说,如果能证明机器人系统可以提升手术安全和病人最终康复结果,医疗就可以继续往自动化的方向走下去。

“现在无人车将要进入我们的生活,”Kim说,“最开始是自动停车,然后又一项技术可以告诉你不要走错车道。很快,你就会有一辆自己驾驶的汽车了。”他说,相同的,手术机器人最开始只是给医生提供一些帮助,也许有一天,会真正掌管手术室。

via IEEE Spectrum

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