Automatický chirurgický robot „bez jediné chyby“

Historický milník v lékařském průmyslu byl právě zaznamenán, když první automatizovaný chirurgický robot na světě úspěšně provedl složitý chirurgický zákrok s absolutní přesností a zcela bez lidského zásahu.

Tento průlom představuje významný krok k nové éře v medicíně, kde stroje mohou samostatně provádět sofistikované chirurgické zákroky.

Robot s názvem SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy), vyvinutý vědci z Univerzity Johnse Hopkinse, prokázal schopnost provádět operace žlučníku se stejnou úrovní dovedností jako zkušení chirurgové.

Zvláštností SRT-H je jeho schopnost překonat limity tradičních chirurgických robotů, a to nejen prováděním předem naprogramovaných úkolů, ale také schopností reagovat a učit se v reálném čase.

Základní technologie robota SRT-H je založena na pokročilé architektuře strojového učení, podobné té, která se používá v systémech umělé inteligence, jako je ChatGPT. To umožňuje robotovi zpracovávat hlasové příkazy od lékařského týmu a upravovat své akce na základě zpětné vazby v reálném čase. Tato přizpůsobivost je nesmírně důležitá při řešení neočekávaných problémů, které mohou nastat během operace.

Robot byl trénován pomocí frameworku umělé inteligence zvaného „jazykem řízené imitační učení“ s využitím videí lidských chirurgů provádějících operace odstraňování žlučníku na prasečích mrtvolách. Analýzou těchto videí se SRT-H dokázal přesně naučit a replikovat kroky postupu odstraňování žlučníku.

V klinických studiích byl SRT-H testován na osmi sadách žlučníků a jater prasat s různými anatomickými strukturami, což odráží rozdíly běžně se vyskytující v lidské chirurgii. Oddělení žlučníku od jater je zákrok, který trvá několik minut a vyžaduje použití různých nástrojů, včetně upínání, řezání a rozhodovacích a adaptačních dovedností – dovedností běžných v reálných chirurgických zákrocích.

Výsledky ohromily vědeckou komunitu, protože robot dosáhl 100% přesnosti ve všech testovacích operacích. SRT-H byl úspěšný v rozpoznávání trubic a tepen, aplikaci kleští a používání nůžek se stejnou přesností jako lidský chirurg. Robotovi však trvalo dokončení práce déle než lidskému chirurgovi.

Přechod od provádění jednotlivých úkolů k skutečnému pochopení chirurgických postupů je klíčovým krokem, říká expert na lékařskou robotiku Axel Krieger, který výzkum vedl. Robota přirovnává k samořídícímu autu, které dokáže „jezdit po jakékoli silnici, za jakýchkoli podmínek a inteligentně reagovat na vše, s čím se setká“.

Ji Woong „Brian“ Kim, klíčová postava ve vývoji SRT-H, zdůraznil, že nyní lze prokázat spolehlivost modelů umělé inteligence pro chirurgickou automatizaci. Tento pokrok otevírá nové možnosti pro zlepšení chirurgické přesnosti a bezpečnosti s potenciálem revolucionizovat péči o pacienty snížením lidských chyb a zlepšením výsledků léčby.

Přestože SRT-H zaznamenal pozoruhodné úspěchy v kontrolovaném prostředí, robot zatím není připraven k použití u skutečných pacientů. Jeho výkon v testech však poskytl nahlédnutí do budoucnosti chirurgie, kde roboti mohou provádět zákroky s minimálním lidským zásahem.

Ve srovnání se stávajícími chirurgickými roboty, jako je systém da Vinci od společnosti Intuitive Surgical, který je schválen Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) od roku 2000 a byl použit při více než 12 milionech operací po celém světě, představuje SRT-H technologický skok vpřed. Zatímco systém da Vinci je pro dálkové ovládání zcela závislý na chirurgovi, SRT-H může fungovat zcela nezávisle.

Vývojový tým si představuje budoucnost, v níž budou roboti SRT-H a podobní roboti trénováni k provádění různých operací, což dále sníží potřebu lidského dohledu. Z dlouhodobého hlediska by autonomní chirurgičtí roboti mohli pomoci řešit nedostatek chirurgů, omezit lidské chyby a poskytovat konzistentní a vysoce kvalitní péči v nedostatečně obsloužených oblastech.

Přechod od kontrolovaných modelů k chirurgickým zákrokům na skutečných lidech však bude vyžadovat přísný dohled a schválení ze strany regulačních orgánů. Spoléhání se na automatizované systémy navíc vyvolává otázky ohledně právní odpovědnosti a role lidských chirurgů v rozhodování.

Tento výzkum byl podpořen Agenturou pro pokročilé výzkumné projekty v oblasti zdraví, Národní vědeckou nadací a Národními instituty zdraví. Vzhledem k tomu, že odvětví chirurgické robotiky – jehož roční hodnota je v současnosti téměř 10 miliard dolarů a do roku 2024 bude provedeno odhadem 2,7 milionu robotických operací – nadále roste, bude řešení těchto etických složitostí klíčové pro zajištění toho, aby technologický pokrok byl v souladu se zásadami bezpečnosti a péče o pacienty.