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| 本文作者： 逸炫 | 2016-05-05 12:05 |
智能手術(shù)機(jī)器人計(jì)劃并實(shí)施了本次手術(shù)。圖片來源：Sheikh Zayed兒童手術(shù)創(chuàng)新研究院。
機(jī)器人手術(shù)實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)突破。一個(gè)機(jī)器人利用自己的視覺、工具與智能，縫合了豬的小腸。同時(shí)，人類醫(yī)生給進(jìn)行了同樣的任務(wù)，不過從手術(shù)結(jié)果來評判，小型組織自動(dòng)機(jī)器人（STAR）完成得更加出色。
不過，STAR的發(fā)明者并沒有宣布自己的機(jī)器人馬上可以代替人類醫(yī)生了。他們將此次成功視為對概念的驗(yàn)證——驗(yàn)證了此次手術(shù)中具體涉及到的技術(shù)，也驗(yàn)證了手術(shù)室中“有監(jiān)管的自動(dòng)化”廣義概念。
小兒科醫(yī)生Peter Kim是研究員之一，在昨天的媒體發(fā)布會(huì)上貌似沒有覺得自己要被機(jī)器人搶走飯碗了。“雖然我們對于自己手術(shù)中的手藝深感自豪，但是，有一個(gè)可以幫助我們改善結(jié)果的機(jī)器是非常有幫助的。”他說。
這項(xiàng)研究今天發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》期刊，研究員給機(jī)器人編程，進(jìn)行了名叫腸吻合的手術(shù)，手術(shù)中一小片被切下的小腸將被重新縫合。團(tuán)隊(duì)中的高級工程師Ryan Decker說，必須做到結(jié)構(gòu)緊密，并且間距規(guī)整，這樣防止泄露，從這個(gè)意義上說，手術(shù)就像修補(bǔ)一個(gè)膠管。STAR既在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了活體外手術(shù)，也在一只麻醉的豬體內(nèi)進(jìn)行了手術(shù)。同時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的人類醫(yī)生也進(jìn)行了同樣的手術(shù)。手術(shù)完成后醫(yī)生們比較了雙方的縫合線，STAR的縫合更加一致，能夠更好防止泄露。
圖片來源：IEEE Spectrum
不過，機(jī)器人還有幫手。在試驗(yàn)大約40%的部分，研究員都介入進(jìn)來給了機(jī)器人一點(diǎn)指導(dǎo)——就像上面的動(dòng)圖中那樣，可以看到一只手在握著線。剩余60%的時(shí)間，機(jī)器人完全獨(dú)立地完成了任務(wù)。
研究員都不認(rèn)為機(jī)器人對醫(yī)生的地位帶來了威脅，而是將這種裝置視作可以在真的手術(shù)室使用的聯(lián)合控制裝置。人類醫(yī)生可以監(jiān)管機(jī)器人的手術(shù)，甚至與機(jī)器人交換任務(wù)，讓機(jī)器完成手術(shù)中更加常規(guī)和繁瑣的工作。“你可以想到，如果到了關(guān)鍵時(shí)刻，醫(yī)生會(huì)緊密監(jiān)管機(jī)器人。”Decker說，“我想醫(yī)生不會(huì)寬心地把病人完全交給機(jī)器，然后自己悠哉地去喝咖啡聊天。”
如今，手術(shù)中已經(jīng)有一些步驟中融入了智能機(jī)器。在一些手術(shù)中，機(jī)器人進(jìn)行關(guān)鍵步驟已經(jīng)成為常規(guī)，包括骨科膝關(guān)節(jié)置換、鐳射視力矯正手術(shù)和頭發(fā)移植。不過，這些手術(shù)的共同特點(diǎn)是手術(shù)對象是固定的，例如腿骨、眼睛、頭部都可以在手術(shù)中放置在固定位置上。而軟組織手術(shù)更難進(jìn)行自動(dòng)化，因?yàn)轶w內(nèi)組織在手術(shù)中很難固定和追蹤。
目前最先進(jìn)的軟組織手術(shù)機(jī)器人是Intuitive Surgical的達(dá)芬奇系統(tǒng)，但系統(tǒng)并不算是自動(dòng)化的。達(dá)芬奇是一個(gè)遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)，醫(yī)生坐在控制臺靈活地操作系統(tǒng)，病人體內(nèi)的機(jī)器工具會(huì)模仿醫(yī)生的操作。
STAR應(yīng)對軟組織的方式是融合不同的技術(shù)。它的視覺系統(tǒng)依靠近紅外熒光（NIRF）標(biāo)記，而一個(gè)3D攝像頭記錄整個(gè)手術(shù)區(qū)域的圖像。通過結(jié)合所有的數(shù)據(jù)，STAR可以專注在目標(biāo)上。機(jī)器人自己規(guī)劃縫合任務(wù)，并隨著組織在手術(shù)中的移動(dòng)變化不斷調(diào)整自己的計(jì)劃。
研究人員對STAR的訓(xùn)練僅限于此次小腸縫合手術(shù)。“我們將最好的醫(yī)生的技術(shù)編程進(jìn)機(jī)器，基于物理學(xué)和普遍共識。”Kim說。
外界一位手術(shù)機(jī)器人專家將此次研究稱為手術(shù)機(jī)器人的一項(xiàng)突破，但是也說到研究的局限顯示了自動(dòng)機(jī)器人“還不會(huì)很快進(jìn)入手術(shù)室”。華盛頓大學(xué)的自動(dòng)手術(shù)機(jī)器人先鋒Blake Hannaford稱機(jī)器人依賴的NIRF標(biāo)記是由人類醫(yī)生標(biāo)記的。
Hannaford同時(shí)質(zhì)疑了STAR手術(shù)的醫(yī)療意義。“從技術(shù)角度看，半自動(dòng)縫合對手術(shù)機(jī)器人來說是一項(xiàng)巨大挑戰(zhàn)，但是從醫(yī)療角度來看，很多縫合工作用縫合器幾秒鐘就能完成。”他在一封電子郵件中寫道。“顯然他們在拿大炮打蚊子。”
STAR團(tuán)隊(duì)說，此次研究只是為了證明自動(dòng)機(jī)器人可以達(dá)到軟組織手術(shù)所要求的難度。雖然機(jī)器人還沒有能夠進(jìn)入手術(shù)室，Kim說他希望自己的技術(shù)在未來幾年可以整合入商用醫(yī)療設(shè)備。他說，如果能證明機(jī)器人系統(tǒng)可以提升手術(shù)安全和病人最終康復(fù)結(jié)果，醫(yī)療就可以繼續(xù)往自動(dòng)化的方向走下去。
“現(xiàn)在無人車將要進(jìn)入我們的生活，”Kim說，“最開始是自動(dòng)停車，然后又一項(xiàng)技術(shù)可以告訴你不要走錯(cuò)車道。很快，你就會(huì)有一輛自己駕駛的汽車了。”他說，相同的，手術(shù)機(jī)器人最開始只是給醫(yī)生提供一些幫助，也許有一天，會(huì)真正掌管手術(shù)室。
via IEEE Spectrum
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