智能組織自主機器人可以在沒有人的幫助下對豬的軟組織進行腹腔鏡手術(shù)。資料來源：約翰霍普金斯大學

一個機器人在沒有人類指導(dǎo)的情況下對一頭豬的軟組織進行了腹腔鏡手術(shù)--這是機器人技術(shù)朝著對人類進行完全自動化手術(shù)邁出的重要一步。由約翰霍普金斯大學的一個研究小組設(shè)計的智能組織自主機器人（STAR）今天在《科學機器人》雜志上進行了描述。

高級作者、約翰霍普金斯大學懷特工程學院機械工程助理教授Axel Krieger說："我們的研究結(jié)果表明，我們可以將外科手術(shù)中最復(fù)雜和精細的任務(wù)之一自動化：重新連接腸子的兩端。STAR在四只動物身上進行了手術(shù)，它產(chǎn)生的結(jié)果明顯比人類進行同樣的手術(shù)好。"

該機器人在腸道吻合術(shù)方面表現(xiàn)出色，這種手術(shù)需要高度的重復(fù)運動和精確。連接腸子的兩端可以說是胃腸道手術(shù)中最具挑戰(zhàn)性的步驟，需要外科醫(yī)生以高度的準確性和一致性進行縫合。即使是最輕微的手部顫抖或錯位的縫合，都可能導(dǎo)致泄漏，對病人來說可能是災(zāi)難性的并發(fā)癥。

克里格與華盛頓特區(qū)國家兒童醫(yī)院的合作者以及約翰霍普金斯大學電氣和計算機工程教授金-康合作，幫助創(chuàng)建了這個機器人，一個專門為縫合軟組織設(shè)計的視覺引導(dǎo)系統(tǒng)。他們目前的迭代推進了2016年的模型，準確地修復(fù)了一只豬的腸子，但需要一個大的切口來進入腸子，并需要人類的更多指導(dǎo)。

該團隊為STAR配備了新的功能，以增強自主性和提高手術(shù)精度，包括專門的縫合工具和最先進的成像系統(tǒng)，提供更準確的手術(shù)領(lǐng)域的可視化。

Krieger說：”軟組織手術(shù)對機器人來說特別難，因為它的不可預(yù)測性，迫使它們能夠快速適應(yīng)，以處理意外的障礙。STAR有一個新穎的控制系統(tǒng)，可以實時調(diào)整手術(shù)計劃，就像人類外科醫(yī)生那樣。”

Krieger說："STAR的特別之處在于，它是第一個在軟組織中計劃、適應(yīng)和執(zhí)行手術(shù)計劃的機器人系統(tǒng)，只需最小的人為干預(yù)。"

Kang說："由Kang和他的學生開發(fā)的基于結(jié)構(gòu)光的三維內(nèi)窺鏡和基于機器學習的跟蹤算法指導(dǎo)著STAR。我們相信，先進的三維機器視覺系統(tǒng)對于使智能手術(shù)機器人更智能、更安全至關(guān)重要。"

克里格說：“隨著醫(yī)療領(lǐng)域向更多的腹腔鏡手術(shù)方式發(fā)展，擁有一個為此類手術(shù)設(shè)計的自動化機器人系統(tǒng)來協(xié)助將非常重要。”

Krieger說："機器人吻合術(shù)是確保需要高精度和可重復(fù)性的手術(shù)任務(wù)能夠在每個病人身上以更高的精度和準確性進行，而不受外科醫(yī)生技能的影響，我們假設(shè)，這將導(dǎo)致病人護理的手術(shù)方法民主化，使病人的結(jié)果更加可預(yù)測和一致。"

來自約翰霍普金斯大學的團隊還包括Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei和Simon Leonard。國家兒童醫(yī)院過渡性泌尿外科主任Michael H. Hsieh也對這項研究做出了貢獻。