【手術縫合比一比】醫學機器人首次略勝人類,哪天讓機器人執刀也不奇怪了?

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機器人手術實現了一項突破。一個機器人利用自己的視覺、工具與智慧,縫合了豬的小腸。同時,人類醫生也進行了同樣的任務,不過從手術結果來評判,小型組織自動機器人(STAR)完成得更加出色。

不過,STAR 的發明者並沒有宣佈自己的機器人馬上可以代替人類醫生了。他們將此次成功視為對概念的驗證——驗證了此次手術中具體涉及到的技術,也驗證了手術室中「有監管的自動化」廣義概念。

小兒科醫生 Peter Kim 是研究員之一,在昨天的媒體發佈會上貌似沒有覺得自己要被機器人搶走飯碗了。「雖然我們對於自己手術中的手藝深感自豪,但是,有一個可以幫助我們改善結果的機器是非常有幫助的。」他說。

這項研究今天發表在《科學轉化醫學》期刊,研究員為機器人程式設計,進行了名叫腸吻合的手術,手術中一小片被切下的小腸將被重新縫合。團隊中的高級工程師 Ryan Decker 說,必須做到結構緊密,並且間距規整,這樣防止洩露,從這個意義上說,手術就像修補一個膠管。STAR 既在實驗室中進行了活體外手術,也在一隻麻醉的豬體內進行了手術。同時,有經驗的人類醫生也進行了同樣的手術。手術完成後醫生們比較了雙方的縫合線,STAR 的縫合更加一致,能夠更好防止洩露。

 自动缝合成功!机器人医生首次超越人类医生

不過,機器人還有幫手。在試驗大約 40% 的部分,研究員都介入進來給了機器人一點指導——就像上面的動圖中那樣,可以看到一隻手在握著線。剩餘 60% 的時間,機器人完全獨立地完成了任務。

研究員都不認為機器人對醫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室使用的聯合控制裝置。 人類醫生可以監管機器人的手術,甚至與機器人交換任務,讓機器完成手術中更加常規和繁瑣的工作。「你可以想到,如果到了關鍵時刻,醫生會緊密監管機器人。」Decker 說,「我想醫生不會寬心地把病人完全交給機器,然後自己悠哉地去喝咖啡聊天。」

如今,手術中已經有一些步驟中融入了智慧型機器。在一些手術中,機器人進行關鍵步驟已經成為常規,包括骨科膝關節置換、鐳射視力矯正手術和頭髮移植。不過,這些手術的共同特點是手術物件是固定的,例如腿骨、眼睛、頭部都可以在手術中放置在固定位置上。而軟組織手術更難進行自動化,因為體內組織在手術中很難固定和追蹤。

目前最先進的軟組織手術機器人是 Intuitive Surgical 的達文西系統,但系統並不算是自動化的。達文西是一個遠端作業系統,醫生坐在控制台靈活地作業系統,病人體內的機器工具會模仿醫生的操作。

STAR 應對軟組織的方式是融合不同的技術。它的視覺系統依靠近紅外螢光(NIRF)標記,而一個 3D 攝像頭記錄整個手術區域的圖像。通過結合所有的資料,STAR 可以專注在目標上。機器人自己規劃縫合任務,並隨著組織在手術中的移動變化不斷調整自己的計畫。

研究人員對 STAR 的訓練僅限於此次小腸縫合手術。「我們將最好的醫生的技術程式設計進機器,基於物理學和普遍共識。」Kim 說。

外界一位手術機器人專家將此次研究稱為手術機器人的一項突破,但是也說到研究的侷限顯示了自動機器人「還不會很快進入手術室」。華盛頓大學的自動手術機器人先鋒 Blake Hannaford 稱機器人依賴的 NIRF 標記是由人類醫生標記的。

Hannaford 同時質疑了 STAR 手術的醫療意義。「從技術角度看,半自動縫合對手術機器人來說是一項巨大挑戰,但是從醫療角度來看,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 團隊說,此次研究只是為了證明自動機器人可以達到軟組織手術所要求的難度。雖然機器人還沒有能夠進入手術室,Kim 說他希望自己的技術在未來幾年可以整合入商用醫療設備。他說,如果能證明機器人系統可以提升手術安全和病人最終康復結果,醫療就可以繼續往自動化的方向走下去。

「現在無人車將要進入我們的生活,」Kim 說,「最開始是自動停車,然後又一項技術可以告訴你不要走錯車道。很快,你就會有一輛自己駕駛的汽車了。」他說,相同的,手術機器人最開始只是給醫生提供一些幫助,也許有一天,會真正掌管手術室。

(本文由《雷鋒網》授權刊登轉載,原標題為 〈自動縫合成功!機器人醫生首次超越人類醫生〉,圖片來源:Army Medicine CC Licensed,未經授權請勿轉載。)

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