Automatische chirurgische robot "zonder één enkele fout"

Er is onlangs een historische mijlpaal bereikt in de medische sector, toen 's werelds eerste geautomatiseerde chirurgische robot met succes een complexe operatie uitvoerde met absolute precisie en volledig zonder menselijke tussenkomst.

Deze doorbraak markeert een belangrijke stap naar een nieuw tijdperk in de geneeskunde, waarin machines zelfstandig geavanceerde chirurgische ingrepen kunnen uitvoeren.

De robot met de naam SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) die is ontwikkeld door onderzoekers aan de Johns Hopkins University, heeft aangetoond galblaasoperaties te kunnen uitvoeren met hetzelfde vaardigheidsniveau als ervaren chirurgen.

Het bijzondere aan de SRT-H is dat hij de grenzen van traditionele chirurgische robots overschrijdt. Hij kan niet alleen voorgeprogrammeerde taken uitvoeren, maar ook in realtime reageren en leren.

De kerntechnologie van de SRT-H is gebaseerd op een geavanceerde machine learning-architectuur, vergelijkbaar met die van AI-systemen zoals ChatGPT. Hierdoor kan de robot spraakopdrachten van het medische team verwerken en zijn acties aanpassen op basis van realtime feedback. Deze aanpasbaarheid is uiterst belangrijk om onverwachte uitdagingen die zich tijdens een operatie kunnen voordoen, het hoofd te bieden.

De robot werd getraind met behulp van een AI-framework genaamd 'taalgestuurd imitatieleren', met behulp van video's van menselijke chirurgen die galblaasverwijderingsoperaties uitvoeren op varkenskadavers. Door deze video's te analyseren, kon SRT-H de stappen van een galblaasverwijderingsprocedure nauwkeurig leren en repliceren.

In studies werd SRT-H getest op acht sets galblaas en levers van varkens met diverse anatomische structuren, wat de verschillen weerspiegelt die vaak voorkomen bij menselijke chirurgie. Het scheiden van de galblaas van de lever is een procedure die enkele minuten duurt en het gebruik van diverse instrumenten vereist, waaronder klemmen, snijden en besluitvormings- en aanpassingsvaardigheden – vaardigheden die gebruikelijk zijn bij chirurgische ingrepen in het echte leven.

De resultaten maakten indruk op de wetenschappelijke gemeenschap, aangezien de robot bij alle testoperaties een nauwkeurigheid van 100% behaalde. De SRT-H slaagde erin om buizen en slagaders te herkennen, tangen toe te passen en scharen te gebruiken met dezelfde precisie als een menselijke chirurg. De robot had echter meer tijd nodig om de klus te klaren dan een menselijke chirurg.

De stap van het uitvoeren van individuele taken naar het daadwerkelijk begrijpen van chirurgische procedures is een belangrijke stap, zegt Axel Krieger, expert in medische robotica en leider van het onderzoek. Hij vergelijkt de robot met een zelfrijdende auto die "op elke weg en onder alle omstandigheden kan rijden en intelligent reageert op alles wat hij tegenkomt."

Ji Woong "Brian" Kim, een sleutelfiguur in de ontwikkeling van SRT-H, benadrukte dat de betrouwbaarheid van AI-modellen voor chirurgische automatisering nu kan worden aangetoond. Deze vooruitgang opent nieuwe mogelijkheden voor het verbeteren van chirurgische precisie en veiligheid, met de potentie om de patiëntenzorg te revolutioneren door menselijke fouten te verminderen en behandelresultaten te verbeteren.

Hoewel de SRT-H opmerkelijk succesvol is in gecontroleerde omgevingen, is de robot nog niet klaar voor gebruik bij patiënten. De resultaten in de praktijk hebben echter een voorproefje gegeven van de toekomst van de chirurgie, waarin robots ingrepen kunnen uitvoeren met minimale menselijke tussenkomst.

Vergeleken met bestaande chirurgische robots zoals het da Vinci-systeem van Intuitive Surgical, dat sinds 2000 FDA-goedgekeurd is en wereldwijd in meer dan 12 miljoen operaties is gebruikt, vertegenwoordigt de SRT-H een technologische sprong voorwaarts. Waar het da Vinci-systeem volledig afhankelijk is van een chirurg voor de afstandsbediening, kan de SRT-H volledig zelfstandig opereren.

Het ontwikkelteam voorziet een toekomst waarin de SRT-H en vergelijkbare robots worden getraind om diverse operaties uit te voeren, waardoor de behoefte aan menselijk toezicht verder afneemt. Op de lange termijn zouden autonome chirurgische robots kunnen helpen bij het oplossen van het tekort aan chirurgen, het verminderen van menselijke fouten en het leveren van consistente, hoogwaardige zorg in achtergestelde gebieden.

De overstap van gecontroleerde modellen naar operaties op echte mensen vereist echter strikt toezicht en goedkeuring van regelgevende instanties. Bovendien roept het vertrouwen op geautomatiseerde systemen vragen op over de juridische aansprakelijkheid en de rol van menselijke chirurgen in de besluitvorming.

Dit onderzoek werd ondersteund door de Health Advanced Research Projects Agency, de National Science Foundation en de National Institutes of Health. Nu de chirurgische robotica-industrie – momenteel goed voor bijna $ 10 miljard per jaar, met naar schatting 2,7 miljoen robotoperaties uitgevoerd in 2024 – blijft groeien, is het aanpakken van deze ethische complexiteit cruciaal om ervoor te zorgen dat technologische vooruitgang consistent is met de principes van patiëntveiligheid en -zorg.