Roboți umani teleoperați utilizați în două intervenții chirurgicale în trial preclinic
În premieră, doi roboți umani teleoperați au fost utilizați pentru a finaliza două intervenții chirurgicale în cadrul unui trial preclinic, conform unui raport publicat în ediția din 8 iulie a revistei Nature.
Experiența a fost rezultatul unei colaborări între o echipă de ingineri și o echipă de chirurgi de la Universitatea din California San Diego.
Într-o intervenție, un echipaj format dintr-un robot uman și un chirurg uman, care a acționat ca asistent, a realizat cu succes o operație de îndepărtare a vezicii biliare. A doua intervenție a fost efectuată de doi roboți umani care au lucrat împreună într-o echipă robot-robot. Ambele proceduri au avut loc pe mamifere mari nonprimate.
Acest experiment de dovadă a conceptului reprezintă un prim pas spre introducerea roboților umani în sala de operație, au declarat cercetătorii. Acești roboți ar putea, inițial, să asiste în timpul procedurilor, iar ulterior să efectueze intervenții chirurgicale fiind teleoperați de către chirurgi.
Există o penurie de chirurgi în paralel cu creșterea cererii pacienților, ceea ce duce la timpi de așteptare mai lungi, acces redus și disparități mai mari în domeniul sănătății, a declarat Michael Yip, un membru al facultății din Departamentul de Inginerie Electrică și Informatică de la UC San Diego și unul dintre autorii seniori ai lucrării. „Roboții umani teleoperați și autonomi au un potențial real de a amplifica accesul la intervenții chirurgicale critice la care pacienții altfel nu ar avea acces. Acest lucru poate ajuta la abordarea crizei din domeniul sănătății, nu doar în Statele Unite, ci și la nivel mondial.”
În contrast cu sistemele de chirurgie robotică specializate, care pot efectua doar o funcție specifică, roboții umani sunt versatili și pot fi folosiți pentru a efectua o gamă largă de proceduri și sarcini generale. Aceștia sunt, de asemenea, mai ușor de desfășurat în zone izolate și în alte medii dificile, unde versatilitatea este importantă.
„Acest studiu arată că roboții umani au un viitor viabil în domeniul chirurgiei. Imaginați-vă acești roboți desfășurați în comunități izolate unde personalul este greu de găsit sau în medii austere precum scenariile de căutare și salvare, unde este necesară o desfășurare masivă de medicină de urgență într-un timp scurt,” a adăugat Yip, care este un membru al facultății din Școala de Inginerie Jacobs de la UC San Diego.
Care sunt beneficiile unui robot uman în sala de operație?
Roboții umani ar putea aborda o problemă majoră în domeniul sănătății: accesul.
Sistemele de chirurgie specializate sunt de obicei echipate cu trei sau patru brațe robotice, unelte specializate și software proprietar. Aceste sisteme cântăresc aproximativ 1.800 de kilograme, necesită o echipă mare pentru instalare și ocupă un spațiu semnificativ în sălile de operație, care, în general, trebuie adaptate pentru a le găzdui. În contrast, roboții umani sunt mobili și mai compacți. Roboții utilizați în acest studiu, porecliți Surgie, au o înălțime de 1,5 metri și cântăresc 27 de kilograme. Acești roboți relativ ușori și compacți sunt deosebit de utili în zone izolate și cu resurse reduse.
Construirea unor săli de operație specializate pentru sistemele de chirurgie robotică sau găsirea unor echipe mari pentru a opera o echipă specializată ar fi prohibitive din punct de vedere financiar în aceste medii, a spus Yip. Spre deosebire de un sistem chirurgical tipic, roboții umani se integrează perfect în sala de operație. Deși cercetătorii au fost nevoiți să construiască adaptoare pentru a permite lui Surgie să manevreze unelte chirurgicale tradiționale, controlul roboților umani se simte mai natural, în special pentru cei care nu sunt instruiți pe sisteme specializate. „Am fost surprinși de cât de bine s-a integrat Surgie în spațiul și fluxul nostru de lucru,” a spus Nikita Thareja, MD, un rezident în chirurgie generală la Școala de Medicină UC San Diego.
O intervenție realizată de un robot uman teleoperat este la fel de precisă ca una efectuată cu un sistem robotic chirurgical teleoperat, a declarat Shanglei Liu, MD, un profesor asistent de chirurgie la Școala de Medicină UC San Diego, unul dintre autorii seniori ai lucrării, care a teleoperat robotul în timpul studiului.
„Este o fracțiune din cost și ocupă o fracțiune din spațiu în sala de operație. De aceea este ușor de desfășurat, fie în zone rurale, fie pe câmpul de luptă, și chiar în spațiu,” a adăugat Liu, care este, de asemenea, afiliat cu Departamentul de Bioinginerie Shu Chien-Gene Lay.
Ce urmează?
Mai multe probleme legate de teleoperație trebuie încă abordate. Roboții au trebuit să fie recalibrați de mai multe ori în timpul intervențiilor chirurgicale. Ca urmare, procedurile au durat mult mai mult decât atunci când au fost efectuate cu sistemele chirurgicale specializate existente. Dar acest lucru a fost și comun cu sistemele robotice specializate în stadiile incipiente și se va îmbunătăți probabil în timp. Prima operație laparoscopică realizată de un robot a durat șase ore; acum durează 30 de minute.
Latenta – un decalaj între momentul în care chirurgul mișcă controlerul și momentul în care robotul se mișcă – este un alt aspect care este îmbunătățit pe măsură ce echipa explorează operațiuni la distanță pentru comunități izolate.
Cercetătorii văd, de asemenea, un rol diferit pentru Surgie. Deoarece poate merge și efectua majoritatea sarcinilor fizice pe care le poate face un om, ar putea aduce unelte pentru chirurgi și ar putea curăța sala de operație după o procedură.
Unul dintre obiectivele noastre este dezvoltarea asistentului chirurgical autonom. Multe comunități se confruntă cu lipsa de personal în echipa chirurgicală, ceea ce înseamnă că pacienții nu sunt tratați. Obiectivul nostru este o sală de operație a viitorului, unde roboții umani și oamenii lucrează împreună ca o echipă integrată pentru a oferi intervenții celor care au nevoie, atât în medii spitalicești tradiționale, cât și în scenarii neconvenționale de medicină de urgență.”
Cercetătorii au subliniat că acest lucru nu ar fi fost posibil fără o colaborare strânsă între ingineri și chirurgi, precum și rolul Centrului pentru Viitorul Chirurgiei de la UC San Diego.
„Această realizare reflectă puterea adusă de colaborarea între ingineri și chirurgi inovatori pentru a rezolva probleme clinice semnificative în laboratorul nostru de formare și cercetare de clasă mondială,” a spus Ryan Broderick, MD, directorul interimar al Centrului pentru Viitorul Chirurgiei și profesor asociat de chirurgie la Școala de Medicină UC San Diego.
