智能组织自主机器人可以在没有人工帮助的情况下，对猪的软组织进行腹腔镜手术。功劳:约翰·霍普金斯大学一名机器人在没有人类引导手的情况下，在猪的软组织上进行了腹腔镜手术——这是机器人技术向全自动人体手术迈出的重要一步。由约翰·霍普金斯大学研究人员设计的智能组织自主机器人(STAR)今天在《科学机器人》杂志上发表。“我们的发现表明，我们可以自动化外科手术中最复杂和微妙的任务之一:重新连接肠道的两端。“STAR在四只动物身上进行了这一程序，它产生的结果明显优于进行同样程序的人类，”资深作者阿克塞尔·克里格说，他是约翰·霍普金斯大学怀汀工程学院机械工程的助理教授。
该机器人擅长肠吻合术，这是一种需要高水平重复运动和精度的手术。连接肠的两端可以说是胃肠外科手术中最具挑战性的一步，需要外科医生以高精度和一致性进行缝合。即使是最轻微的手部颤抖或错位的缝合都可能导致泄漏，这可能会给患者带来灾难性的并发症。
克里格与华盛顿特区国家儿童医院的合作者和约翰·霍普金斯大学电气和计算机工程教授金康合作，帮助创建了机器人，这是一个专门设计用于缝合软组织的视觉引导系统。他们目前的迭代推进了一个2016年的模型，该模型成功修复了一只猪的肠道，但需要一个大的切口来进入肠道，并需要更多的人类指导。
该团队为STAR配备了增强自主性和提高手术精度的新功能，包括专门的缝合工具和先进的成像系统，可提供更精确的手术视野。
一个机器人在没有人类帮助的情况下对猪的软组织进行了腹腔镜手术。视频末尾的实际手术剪辑。Credit: Original Jo hns Hopkins大学视频软组织手术对机器人来说尤其困难，因为它的不可预测性，迫使它们能够快速适应以应对意想不到的障碍，Krieger说。STAR有一个新颖的控制系统，可以实时调整手术计划，就像人类外科医生一样。
Krieger说:“STAR的特别之处在于，它是第一个在最少人工干预的情况下，在软组织中计划、调整和执行手术计划的机器人系统。
康和他的学生开发的基于结构光的三维内窥镜和基于机器学习的跟踪算法指导STAR。“我们相信，先进的三维机器视觉系统对于让智能手术机器人变得更智能、更安全至关重要，”Kang说。
克里格说，随着医疗领域朝着更多腹腔镜手术的方向发展，拥有一个为这种手术设计的自动化机器人系统来辅助将是非常重要的。
克里格说:“机器人吻合是一种方法，可以确保需要高精度和可重复性的手术任务能够在每个患者身上以更高的精度和精确度进行，而不依赖于外科医生的技能。“我们假设，这将导致民主化的患者护理手术方法，具有更可预测和一致的患者结果。”
约翰·霍普金斯大学的研究小组还包括哈米德·赛义德、贾斯汀·奥普弗曼、迈克尔·卡姆、文淑·韦和西蒙·伦纳德。国家儿童医院泌尿外科主任谢志伟也参与了这项研究。
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