Robot zastąpi chirurga

Amerykańscy naukowcy stworzyli robota, który może zastąpić lekarza przy stole operacyjnym. Będzie go można posłać na pole bitwy czy po prostu tam, gdzie brak wykwalifikowanych rąk do pracy.

– Myślę, że wykonaliśmy pierwszy krok w kierunku stworzenia robota, którego ruchami sterowałby komputer – powiedział „Rz” dr Stephen Smith z Duke University w Karolinie Północnej, kierujący budową autonomicznego robota chirurgicznego. – Nasze badania mogą doprowadzić do etapu, na którym możliwe będzie operowanie ludzi bez nadzoru lekarza.

Wyniki swojej pracy zespół Smitha opisał na łamach pism „Transactions on Ultrasonic Ferroelectrics and Frequency Control” oraz „Ultrasonic Imaging”.

Prototyp robota chirurgicznego nie wygląda na razie imponująco. Mocowany do stołu zestaw zrobotyzowanych ramion podłączono do komputera i trójwymiarowego USG. To ostatnie urządzenie jest najważniejszym elementem robota – zostało zmodyfikowane przez amerykańskich naukowców w taki sposób, by skanowało badany obiekt 30 razy na sekundę. Uzyskiwany obraz jest błyskawicznie przekazywany do komputera, co pozwala na podjęcie działań w czasie rzeczywistym. Otrzymane informacje maszyna wykorzystuje do naprowadzenia narzędzi chirurgicznych na punkt, który ma zostać zoperowany.

Robot potrafi posługiwać się cewnikami oraz sondą endoskopową wewnątrz naczyń krwionośnych. Jego możliwości naukowcy zaprezentowali w dwóch eksperymentach. Pierwszym z nich była symulowana biopsja cysty, drugim – naprowadzenie zamocowanej na końcu ramienia igły na koniuszek innej igły. Banalne? Niekoniecznie. Istotną trudność stanowił fakt, iż czynność ta odbywała się wewnątrz naczynia krwionośnego.

To pozornie mało istotne ćwiczenie ma być dla robota rozgrzewką przed samodzielnym wykonaniem angioplastyki. To często przeprowadzany zabieg polegający na poszerzeniu naczyń krwionośnych, które zostały zwężone lub zatkane w wyniku miażdżycy.

Takiego „chirurga” będzie można bez trudu posłać na pole bitewne czy na pokład stacji kosmicznej

– Obecnie kondycję naczyń krwionośnych bada się za pomocą fluoroskopii, techniki wykorzystującej promieniowanie rentgenowskie – mówi dr Smith. – Dzięki naszej metodzie można by ograniczyć ekspozycję pacjenta na szkodliwe promieniowanie i poprawić jakość uzyskiwanych obrazów.

Aby robot mógł „przejrzeć na oczy” i samodzielnie odnajdywać drogę do operowanych obiektów, trzeba było wyposażyć go w system sztucznej inteligencji.

– Użyliśmy bardzo prostego algorytmu, który podbija sygnał o pożądanej jasności, eliminując jednocześnie wszystkie pozostałe dane – mówi dr Smith.

Naukowiec twierdzi, że podłączenie udoskonalonego przez jego zespół trójwymiarowego USG do bardziej zaawansowanego technologicznie robota medycznego, jakich coraz więcej pojawia się w szpitalach, powinno znacznie przyśpieszyć rozwój autonomicznych maszyn chirurgicznych. Nawet jeśli nie staną się od razu w pełni samodzielne, mogą wspomóc chirurga, czyniąc niektóre zabiegi bezpieczniejszymi dla pacjenta.

– Ramię robota zawsze będzie szybsze i mniej podatne na drżenie niż ręce człowieka – zapewnia dr Smith.

Zdalnie sterowane roboty chirurgiczne to widok coraz częstszy w salach operacyjnych. Dzięki temu, że można podłączać do nich różne narzędzia chirurgiczne i lasery, mogą zamrażać lub przecinać tkanki czy zaciskać naczynia.

Do najbardziej znanych należy robot Da Vinci, który pojawił się właśnie w Polsce, w Szpitalu Specjalistycznym w Wejherowie. Został stworzony przede wszystkim z myślą o operacjach serca, ale potrafi przeprowadzić niemal każdy inny zabieg laparoskopowy (wykonywany przez niewielką dziurkę w ciele), taki jak wycięcie pęcherzyka żółciowego czy operacja prostaty. Jego ogromną zaletą jest umiejętność stworzenia trójwymiarowej mapy operowanego miejsca na podstawie kąta, pod jakim oglądają je oczy chirurga. Co więcej, dzięki technice tomografii komputerowej lekarz może błyskawicznie przywołać obraz wnętrza ciała pacjenta bez konieczności rozcinania go skalpelem.

Najnowszym osiągnięciem techniki medycznej są maszyny zastępujące anestezjologa podczas podawania znieczulenia. Kilka dni temu kanadyjscy naukowcy zaprezentowali robota Mc Sleepy, który składa się z pomp infuzyjnych i odpowiednio oprogramowanego laptopa. Dzięki temu urządzenie może podawać leki znieczulenia ogólnego i monitorować efekty ich działania, takie jak rytm pracy serca (EKG), wrażliwość na ból czy zwiotczenie mięśni. Maszyna ta nie potrafi tylko wkłuwać się w żyłę i intubować pacjenta. I jeszcze długo się tego nie nauczy.

Rz: Na jakim etapie znajduje się budowa pierwszego polskiego robota chirurgicznego?

dr Zbigniew Nawrat:

Prowadzimy testy robota RobIn Heart Vision – asystenta chirurga, który trzyma kamerę, prezentując pole operacyjne podczas laparoskopii. Narzędzie może być sterowane za pomocą josticka lub ruchem głowy czy głosem, dzięki czemu usprawni pracę lekarza. Dopracowujemy również inne urządzenia. Nasz sztandarowy produkt, robot kardiochirurgiczny RobIn Heart 1, jest również prawie ukończony: udoskonalamy jeszcze system jego narzędzi.

Kiedy maszyny z serii RobIn Heart znajdą się w użyciu?

Mam nadzieję, że RobIn Heart Vision pojawi się na rynku już w przyszłym roku, a roboty narzędziowe za dwa – trzy lata.

Czy można stworzyć robota kardiochirurgicznego, który obędzie się bez ręki człowieka?

Dość łatwo zaprogramować roboty, które poruszają się w obrębie naczyń krwionośnych. Z sercem jest trudniej, bo to śliskie, zmieniające położenie tkanki, przy których nietrudno o obsunięcie się narzędzia. Tutaj jeszcze długo nie będziemy mieli skutecznego rozwiązania.