Robot verricht operatie op zacht weefsel beter dan menselijke handen


Robot verricht operatie op zacht weefsel beter dan menselijke handen

Onderzoekers hebben robotica naar een nieuw niveau in het werkplaats gebracht. Zij tonen voor de eerste keer aan hoe een gecontroleerde, autonome robot op een effectiever operatie op zacht weefsel in levende varkens kan uitvoeren dan de hand van een chirurg, of zelfs een chirurg die wordt geassisteerd door een robot.

Onderzoekers zeggen dat het doel van het autonome robotsysteem onder supervisie niet is om chirurgen te vervangen, maar om de resultaten te verbeteren door menselijke vaardigheden aan te vullen met verbeterde visie, behendigheid en machine intelligentie.

Beeldkrediet: Children's National Health System

Het team, van het Sheikh Zayed Institute for Pediatric Chirurgy Innovation, Children's National Health System, Washington, DC, beschrijft de Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) en hoe het beter was dan de menselijke chirurgen die op zacht weefsel werken in een Science Translational Medicine papier.

Zij testen STAR tegen manuele chirurgie, laparoscopie (sleutelgatchirurgie) en robot-geassisteerde chirurgie met het da Vinci Chirurgische systeem op dode weefsels en ook in een procedure genaamd "anastomose", waarbij de buisvormige lusjes van de darm in levende varkens verbonden waren.

De onderzoekers merken op dat de "gecontroleerde autonome operatie die door het STAR-systeem werd aangeboden, superieur was" aan de andere methoden.

STAR is een gecontroleerde robot die de handen van de chirurg van de procedure effectief verwijdert, en in plaats daarvan houdt de chirurg toe aan de autonoom geplande en uitgevoerde stiksels of hechten van de robot.

Zacht weefsel is weefsel dat organen en andere lichaamsstructuren zoals pezen, huid, vet, spieren, zenuwen, bloedvaten en ligamenten verbindt, ondersteunt of omringt.

Alleen in de Verenigde Staten worden jaarlijks meer dan 44,5 miljoen soft tissue operaties uitgevoerd; 1 miljoen hiervan zijn voor anastomose.

'Niet te vervangen, maar om menselijke chirurgen aan te vullen'

Bij tests op dood en levend weefsel hebben het STAR-systeem de andere methoden beter gehandhaafd op een aantal kritische maatregelen.

Deze maatregelen omvatten consistentie van sutuurafstand (die helpt om genezing te bevorderen) en de hoeveelheid druk die het samengevoegde weefsel kan tegenstaan ​​voordat lekkage optreedt - een gebied van significante potentiële complicatie bij anastomose.

Fouten die naaldverwijdering vereisen, waren ook minimaal voor STAR, en de reducties in buisdiameter (lumenreducties) in de STAR-operaties waren ook binnen het aanvaardbare bereik, let op de onderzoekers.

Echter, de anastomose met behulp van STAR duurde langer dan een handmatige procedure - 35 minuten in tegenstelling tot 8 minuten. Maar de onderzoekers merken op dat de robot ongeveer dezelfde tijd heeft genomen als het gemiddelde voor sleutelgaskirurgie, die kan variëren van 30 tot 90 minuten voor anastomose, afhankelijk van de complexiteit.

Chirurgie op zacht weefsel is een moeilijke taak voor robots, omdat het vervormt en onvoorspelbaar beweegt wanneer het wordt aangeraakt, waardoor de chirurg constant moet worden aangepast. Maar door het samenvoegen van gereedschappen voor "suturing en fluorescerende en 3-D beeldvorming, krachtenspanning en submillimeter positionering", hebben de onderzoekers erin geslaagd hun robot te maken om deze moeilijkheid te overwinnen.

Bijvoorbeeld, het robotsysteem van het robot combineert bijna-infrarood fluorescerende (NIRF) markering met een 3-D "plenoptische camera" om 3-D beelden van het doelweefsel te maken. Hiermee worden een aantal kleine afbeeldingen vanuit verschillende hoeken ingevuld, waarbij op geselecteerde punten wordt gefocust.

Deze beelden worden vervolgens verwerkt door speciale software om nauwkeurige, ongeïnhibeerde tracking van weefsel vervorming tijdens de operatie mogelijk te maken.

Een ander stukje software, een intelligent algoritme, combineert met het tracking systeem om te begeleiden - en autonoom aanpassen in real time - het chirurgische plan als het weefsel beweegt en verandert.

Een video van Wetenschap Legt verder uit hoe de robot werkt.

Senior auteur Dr. Peter C. W. Kim, een kindergeneeskundige en vice-president van het Sheikh Zayed Institute, zegt dat de bedoeling is om chirurgen niet te vervangen, maar om de resultaten te verbeteren door menselijke vaardigheden te verbeteren met verbeterde visie, behendigheid en machine intelligentie.

Onze resultaten tonen het potentieel voor autonome robots om de werkzaamheid, consistentie, functionele uitkomst en toegankelijkheid van chirurgische technieken te verbeteren."

Dr. Peter C. W. Kim

Het team is van plan om de gereedschappen nog kleiner te maken en de sensoren te verbeteren, zodat de technologie ruimer kan worden gebruikt. Dr. Kim zegt dat ze hopen dat met de juiste partner, sommige of alle technieken klaar zijn voor klinisch gebruik in de komende 2 jaar.

Leer hoe robotchirurgie werd gebruikt om de complexe niertumoren veilig te verwijderen in geselecteerde patiënten.

(Thrive Nederlands - Subtitled) Gedijen: Wat Ter Wereld Zal Ervoor Nodig Zijn? (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk