Саймон Леонард, ученый-компьютерщик из Университета Джона Хопкинса, является частью команды, которая только что опубликовала исследование, показывающее, что хирург-робот действительно может приспособиться к незначительным движениям и деформации мягких тканей, чтобы выполнить точное и последовательное наложение швов. Исследование, опубликованное 4 мая в журнале Science Translational Medicine, обещает улучшить результаты для пациентов и сделать лучшие хирургические методы более доступными.
Леонард, доцент инженерной школы Уайтинга при университете, работал с пятью соавторами, все из которых связаны с Национальной системой здравоохранения детей в Вашингтоне, округ Колумбия.C.: Азад Шадеман, Джастин Д. Опферманн, Питер С.W.
Ким, выпускник Университета Джона Хопкинса Аксель Кригер и Райан С. Decker.
«Хирурги обладают широким спектром навыков», — сказал Леонард, который четыре года работал над программированием роботизированной руки для точного сшивания кусочков мягких тканей. Использование робота в этой форме хирургии "действительно выравнивает игровое поле."
Ограниченная роботизированная автоматизация уже используется в операциях с жесткими структурами, такими как кости, которые намного легче удерживать в неподвижном состоянии во время процедуры.
Мягкие ткани могут сложным образом перемещаться и изменять форму по мере наложения швов, что требует навыков хирурга, чтобы реагировать на эти изменения и поддерживать наложение швов как можно более плотно и равномерно.
По оценкам исследователей, более 44.Ежегодно в США проводится 5 миллионов операций на мягких тканях.
Опубликованные результаты включали ушивание двух структур.
Процедура, называемая анастомозом, то есть соединение двух трубчатых структур, таких как кровеносные сосуды, в США выполняется более миллиона раз в год. По словам исследователей, такие осложнения, как протечка по швам, возникают почти в 20% случаев при колоректальной хирургии и в 25–30% случаев при абдоминальной хирургии.
Как пишут исследователи, роботизированная хирургия мягких тканей "обещает существенные преимущества за счет повышения безопасности за счет сокращения человеческих ошибок и повышения эффективности за счет сокращения времени процедуры.«Эта операция, однако, может представлять проблему, поскольку роботу может быть сложно приспособиться к скольжению и изгибу мягких тканей во время наложения швов.
Для проведения эксперимента исследователи разработали роботизированную хирургическую систему под названием Smart Tissue Autonomous Robot, или STAR. Он оснащен системой трехмерной визуализации и датчиком ближнего инфракрасного диапазона для определения флуоресцентных маркеров по краям ткани, чтобы роботизированная игла для наложения швов оставалась на нужном пути. В отличие от других роботизированных хирургических систем, он работает под наблюдением хирурга, но без практического руководства.
Роботизированные швы STAR сравнивались с работой пяти хирургов, выполняющих ту же процедуру с использованием трех методов: открытой, лапароскопической и роботизированной хирургии. Исследователи сравнили постоянство расстояния между швами, давление, при котором шов просочился, ошибки, которые требовали удаления иглы из ткани или перезапуска робота, и время завершения.
Время работы робота было больше, чем у открытой и роботизированной хирургии, но сравнимо с лапароскопической процедурой.
Роботизированная процедура длилась от 35 до 57 минут, а открытая операция — восемь минут. По всем остальным параметрам производительность робота была сравнима или лучше, чем у хирургов.
«Не было отмечено значительных различий в ошибочном размещении иглы среди всех хирургических методов, — писали исследователи, — что позволяет предположить, что STAR был столь же ловок, как и опытные хирурги, в установке иглы»."
Неясно, когда роботизированная система будет использоваться в операционных, но исследователи написали, что цель состоит не в замене хирургов, а в «расширении человеческих возможностей и возможностей»."
По словам Леонарда, они разрабатывают передовой хирургический инструмент, «эквивалент модной швейной машины."