手术不再需要人类医生只是时间问题?

CNET科技行者 中字

曾经,说到机器人就会联想起它们冰冷机械零件堆砌出的外表,生硬的机器语言,受人类操控为人类服务;现如今,人工智能等技术赋予机器人以“个性”,一个个形态万千,功能迥异的机器人出现在了人们的日常生活中。

本文将聚焦医疗机器人领域,美国著名肿瘤外科专家、虚拟手术创始人Dr. Shafi Ahmed曾表示:“手术机器人替代外科医生只是个时间问题,未来外科手术室里不会再有一群医生从早到晚有做不完的手术了。”

你知道么?早在1985年,美国人就尝试用Puma560工业机器人辅助进行脑组织活检,这是手术机器人最初的雏形和探索;在80年代末90年代初,诞生了以RoboDoc外科手术机器人为代表的专门用于手术的外科机器;1994年,美国Computer Motion公司研制的伊索(Aesop)持镜机器人可以模仿人手臂功能,取消了对辅助人员手动控制内窥镜的需要,实现比人为控制更精确一致的镜头运动,为医生提供直接、稳定的视野(至2014年,外科医师已经应用伊索机器人在全球做了超过7.5万例次微创手术);1999年1月9日,美国Intuitive Surgical公司发布了达芬奇外科手术机器人系统,2000年被美国药监局正式批准投入使用认证,成为全球首套可以在腹腔手术中使用的机器人手术系统。

去年,一台名为STAR(Smart Tissue Autonomous Robot,以下简称STAR机器人)的医疗机器人问世,并且迅速占据了更大科技媒体头条,为什么?因为它是全球第一台可以自主处理软组织的手术机器人,通过专门的算法程序自主完成操作,能避免手术中可能出现的人为差错。这也标志着外科手术无人化向前迈进了一大步。

手术不再需要人类医生只是时间问题?

STAR自主手术机器人

STAR机器人背景揭秘

STAR机器人是由美国华盛顿儿童国家健康系统(Children's National Health System)的Peter C. Kim团队研发。经过长达7年之久的探索和磨合训练,Kim团队整合了近红外荧光(NIRF)标记和3D光场成像技术,解决了成像问题。这套成像系统通过捕捉组织器官的光场信息,生成3D立体影像。有了这套成像系统,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。STAR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。为了配合STAR的这套成像系统,Kim团队又自主创新的研发了一套智能算法。这套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。

STAR机器人将自主完成手术全过程,医生并不参与操控,只需要站在旁边监督。为了应对紧急情况,医生可以随时暂停机器人的工作。

它已经做了两次猪肠缝合手术,一次在活体外,一次在活体内,均取得成功。在2017智能机器人与系统国际学术会议(IROS 2017)上,STAR研发团队展示了STAR机器人最新的研究结果:相比起专业的外科医生,机器人也能够更精确地切开组织,对周围的组织损伤也更小。

STAR机器人的“猪肉组织切割实验”

美国马里兰大学机械工程学院副教授Axel Krieger参与了这项研究,他说:“我真的相信机器人做手术是外科的发展趋势。”

为开展研究,研究人员到肉店买了猪的三种组织:猪皮、脂肪和猪肉。在比较STAR机器人和外科医生做手术之前,首先有必要证实STAR机器人能够精确切割这三种不规则软组织,因为这些软组织弹性大,滑动性大,切割时极易产生误差。

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