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機器人首次自主實施對豬腹腔鏡手術

發布時間:2022-01-27 16:05:00來源: 科技日報

  美國約翰斯·霍普金斯大學研究團隊在26日的《科學·機器人學》上發表論文稱,其設計的智能組織自主機器人STAR在沒有人類指導的情況下,對豬的軟組織進行了腹腔鏡手術,這是向機器人最終在人體(ti) 上實施全自動手術邁出的重要一步。

  約翰斯·霍普金斯大學工程學院機械工程助理教授、資深作者艾克賽爾·克雷格說,研究結果表明,STAR可自主執行手術中最複雜且最精細的任務之一:重新連接腸道的兩(liang) 端。STAR在4隻動物身上做了手術,結果明顯優(you) 於(yu) 做同類手術的人。

  該機器人擅長腸道吻合術,這是一種需要高水平重複運動和精確度的手術。連接腸道的兩(liang) 端可說是胃腸手術中最具挑戰性的步驟,需要外科醫生以高精度和一致性進行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或縫線錯位,也可能導致泄漏,而這可能會(hui) 給患者帶來災難性的並發症。

  研究人員表示,STAR其實是一種專(zhuan) 門用於(yu) 縫合軟組織的視覺引導係統,團隊為(wei) STAR配備了增強自主性和提高手術精度的新功能,包括專(zhuan) 門的縫合工具和最先進的成像係統,以提供更準確的手術區域可視化。

  克雷格說,軟組織手術對機器人來說尤其困難,因為(wei) 它的不可預測性迫使機器人要快速適應以應對意外的障礙。STAR有一個(ge) 新穎的控製係統,可像人類外科醫生一樣實時調整手術計劃。STAR的特別之處在於(yu) ,它是第一個(ge) 以最少的人工幹預來規劃、調整和執行軟組織手術計劃的機器人係統。

  研究人員開發了基於(yu) 結構光的三維內(nei) 窺鏡和基於(yu) 機器學習(xi) 的跟蹤算法來指導STAR。他們(men) 表示,隨著醫學領域湧現出更多的腹腔鏡手術方法,擁有一個(ge) 為(wei) 此類手術設計的自主機器人係統來提供幫助將非常重要。

  張夢然

(責編: 常邦麗)

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