自主机器人成功对活猪进行手术

STAR外科医生
STAR performing surgery.
STAR进行手术。Axel Krieger
The STAR performing surgery on a pig's soft tissue.
STAR(Smart Tissue Autonomous Robot,智能组织自主机器人)在猪的软组织上进行手术。Sheikh Zayed Institute for Pediatric Surgical Innovation

近年来,机器人已稳步进入手术室,在人类的指导下协助进行手术。手术中的机器人设备有许多潜在的好处;它们可以帮助降低错误率,提高手术效率。但是,开发一种能够完全自主进行手术的机器人设备一直充满挑战,特别是对于涉及软组织的手术,因为外科医生手的灵活性至关重要。

现在,华盛顿特区儿童国家医学中心的一组研究人员开发了一种他们声称无需外科医生持续监控和操控即可进行这些手术的设备。他们的研究今天发表在《Science Translational Medicine》杂志上。

如今进行的大多数机器人手术并非完全自主。虽然机器正在进行手术,但它的每一步或每一次移动都由外科医生指导;因此,手术的精确度和整体手术效果仅取决于操作医生。

研究人员的目标是创造一种无需任何帮助即可自行进行软组织手术的设备。因此,他们开发了一种名为Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)的机器,这是一种轻型机械臂,设计用于架在手术台上,末端装有缝合工具。

手术前,外科医生会为特定手术预先编程设备,告知其例如每个缝线之间的理想间距、施加多少张力以及应该有多少缝线。还会在组织上添加特殊的荧光生物标记物,以指导机器人应采取的方向。

为了测试他们的设备,他们让机器人进行了连接猪肠段的手术。他们还让外科医生和机器人辅助机器进行了相同的手术。当他们将所有结果进行比较时,研究人员发现,STAR机器人平均而言比其他两种方法更精确。

在论文中,研究人员报告说,60%的手术是完全自主进行的,这意味着医生在手术过程中没有提供任何帮助。在另外40%的手术中,研究人员在手术过程中对机器人进行了调整。然而,他们指出,这些调整非常微小,并认为该设备可以100%自主地完成手术。

通过进一步的研究,研究人员相信该设备可以在外科医生的监督下定期使用,并有可能减少并发症,从而取得更好的疗效,挽救生命。

 

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曾任《Popular Science》杂志的科学编辑。她对脑科学、微生物组和人体生理学特别感兴趣。除了《Popular Science》之外,她的作品还发表在《纽约时报》、《科学美国人》以及《Scholastic’s Science World》和《Super Science》杂志等刊物上。她拥有加州大学戴维斯分校神经生物学学士学位,以及纽约大学科学、健康和环境报道项目的科学新闻学硕士学位。


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