自主手术机器人STAR来了,还记得缝葡萄皮的Da Vinci嘛

 

还曾记得,达芬奇手术机器人(DaVinci),在窄口瓶子里,缝合葡萄皮的惊艳嘛“达芬奇系统”是Intuit...



还曾记得,达芬奇手术机器人(Da Vinci),在窄口瓶子里,缝合葡萄皮的惊艳嘛



“达芬奇系统”是Intuitive Surgical制造,由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三分部组成,是受医生控制的辅助性手术机器人(RAS)。



外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统全景

上图左边的两个医生操作外科医生控制台,他们看着视频采集器传送回来的人体内部影像,通过双手控制「达芬奇」的机械手臂完成一些列的高难度动作。

“达芬奇系统”作为辅助性手术机器人,是外科医生手的延伸,整台手术是在医生操纵下完成的,并不具备自主完成手术的能力,如今STAR来了




STAR(Smart Tissue Autonomous Robot)软组织自主手术机器人,由美国Children's National Health System的Peter C. Kim团队开发,这是全球第一台可以处理软组织的自主手术机器人。



STAR(Smart Tissue Autonomous Robot)自主手术机器人

Kim团队整合了近红外荧光(NIRF)标记和3D光场成像技术,解决了成像系统的问题,系统通过捕捉组织器官的光场信息,生成3D立体影像,这样STAR就可以在整个手术过程中,准确而不受限制地监测目标组织的运动和变化,就像就有了「眼睛」,它知道哪个组织是它手术的目标,哪个是不能碰的。

同时,配合STAR的成像系统,开发的智能算法,不仅可以制定手术方案,它还可以根据成像系统传回的信息,判断组织的变化,进而对手术方案作出调整。

此外,STAR还配备了「达芬奇」不具备的力感应系统和亚毫米级定位系统等设备。



为了研究STAR的效率和安全性,Kim团队在研究中将STAR与熟练的外科医生和「达芬奇」手术系统做了比较,实验中Kim团队选择了复杂性比较高的肠吻合手术。

从发表的研究论文来看,无论是在离体还是在活体的吻合术中,STAR都要明显优于熟练的外科医生和「达芬奇」手术系统。例如,STAR缝合的线路更加均匀一致,这有助于伤口的愈合,而且能够承受更高肠道内容物泄露的压力,这有效的降低了手术并发症的发生;STAR发生的错误也是最少的;因缝合导致的肠道腔体缩小,STAR的也在可接受的范围之内。

然而,STAR也有它不足的地方,在活体实验中,熟练的外科医生只需要8分钟就能完成的手术,STAR至少需要35分钟。但是Kim指出,尽管STAR速度不及人工,但是跟腹腔镜技术需要的时间大体相当。因此也在可接受范围之内。

Kim介绍,STAR将会在2年左右的时间进入临床,首先会介入胆囊和阑尾的切除手术。

无人驾驶车开始于自动泊车,紧接着它会告诉你不要走错道,现在它们已经可以自己跑了。同样的,虽然现在手术机器人只能给医生搭把手,但是迟早有一天它们会接手外科医生的工作。


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