Automatisk kirurgisk robot "uten en eneste feil"

En historisk milepæl i medisinbransjen ble nettopp nådd da verdens første automatiserte kirurgiske robot utførte en kompleks operasjon med absolutt presisjon og helt uten menneskelig inngripen.

Dette gjennombruddet markerer et betydelig skritt mot en ny æra innen medisin der maskiner kan utføre sofistikerte kirurgiske prosedyrer uavhengig av hverandre.

Roboten SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) utviklet av forskere ved Johns Hopkins University har vist evnen til å utføre galleblærekirurgi med samme ferdighetsnivå som erfarne kirurger.

Det spesielle med SRT-H er dens evne til å gå utover grensene til tradisjonelle kirurgiske roboter, ikke bare ved å utføre forhåndsprogrammerte oppgaver, men også ved å kunne reagere og lære i sanntid.

Kjerneteknologien til SRT-H er basert på en avansert maskinlæringsarkitektur, lik den som brukes i AI-systemer som ChatGPT. Dette lar roboten behandle stemmekommandoer fra det medisinske teamet og justere handlingene sine basert på tilbakemeldinger i sanntid. Denne tilpasningsevnen er ekstremt viktig for å håndtere uventede utfordringer som kan oppstå under operasjoner.

Roboten ble trent ved hjelp av et AI-rammeverk kalt «språkstyrt imitasjonslæring», som viste videoer av menneskelige kirurger som utførte galleblærefjerningsoperasjoner på grisekadavere. Ved å analysere disse videoene kunne SRT-H nøyaktig lære og gjenskape trinnene i en galleblærefjerningsprosedyre.

I forsøk ble SRT-H testet på åtte sett med galleblærer og -lever fra griser med ulike anatomiske strukturer, noe som gjenspeiler forskjellene som ofte forekommer i menneskelig kirurgi. Å separere galleblæren fra leveren er en prosedyre som tar flere minutter og krever bruk av en rekke verktøy, inkludert avklemming, kutting, beslutningstaking og tilpasningsevner – ferdigheter som er vanlige i kirurgiske prosedyrer i det virkelige liv.

Resultatene imponerte det vitenskapelige miljøet, ettersom roboten oppnådde 100 % nøyaktighet i alle testoperasjonene. SRT-H lyktes med å gjenkjenne rør og arterier, bruke tang og saks med samme presisjon som en menneskelig kirurg. Roboten tok imidlertid lengre tid å fullføre jobben enn en menneskelig kirurg.

Overgangen fra å utføre individuelle oppgaver til faktisk å forstå kirurgiske prosedyrer er et viktig steg, sier medisinsk robotekspert Axel Krieger, som ledet forskningen. Han sammenligner roboten med en selvkjørende bil som kan «kjøre på enhver vei, under alle forhold, og reagere intelligent på alt den møter».

Ji Woong «Brian» Kim, en sentral figur i utviklingen av SRT-H, understreket at påliteligheten til AI-modeller for kirurgisk automatisering nå kan demonstreres. Denne utviklingen åpner for nye muligheter for å forbedre kirurgisk presisjon og sikkerhet, med potensial til å revolusjonere pasientbehandlingen ved å redusere menneskelige feil og forbedre behandlingsresultatene.

Selv om SRT-H har vært bemerkelsesverdig vellykket i kontrollerte miljøer, er roboten ennå ikke klar til bruk på faktiske pasienter. Imidlertid har ytelsen i forsøk gitt et glimt inn i fremtidens kirurgi, hvor roboter kan utføre prosedyrer med minimal menneskelig inngripen.

Sammenlignet med eksisterende kirurgiske roboter som Intuitive Surgicals da Vinci-system, som har vært FDA-godkjent siden 2000 og har blitt brukt i mer enn 12 millioner operasjoner over hele verden, representerer SRT-H et teknologisk sprang fremover. Mens da Vinci-systemet er fullstendig avhengig av en kirurg for fjernkontroll, kan SRT-H operere helt uavhengig.

Utviklingsteamet ser for seg en fremtid der SRT-H og lignende roboter er trent til å utføre en rekke operasjoner, noe som ytterligere reduserer behovet for menneskelig tilsyn. På lang sikt kan autonome kirurgiske roboter bidra til å håndtere mangel på kirurger, redusere menneskelige feil og gi konsistent behandling av høy kvalitet i underbetjente områder.

Å gå fra kontrollerte modeller til kirurgi på virkelige mennesker vil imidlertid kreve streng tilsyn og godkjenning fra reguleringsorganer. Videre reiser det å stole på automatiserte systemer spørsmål om juridisk ansvar og rollen til menneskelige kirurger i beslutningstaking.

Denne forskningen ble støttet av Health Advanced Research Projects Agency, National Science Foundation og National Institutes of Health. Etter hvert som den kirurgiske robotindustrien – som for tiden er verdt nesten 10 milliarder dollar årlig, med anslagsvis 2,7 millioner robotoperasjoner utført innen 2024 – fortsetter å vokse, vil det være avgjørende å håndtere disse etiske kompleksitetene for å sikre at teknologiske fremskritt er i samsvar med prinsippene for pasientsikkerhet og -behandling.