Automatyczny robot chirurgiczny „bez jednego błędu”

Historyczny kamień milowy w branży medycznej został właśnie osiągnięty: pierwszy na świecie zautomatyzowany robot chirurgiczny pomyślnie przeprowadził skomplikowaną operację z zachowaniem absolutnej precyzji i całkowicie bez ingerencji człowieka.

To przełomowe osiągnięcie stanowi ważny krok w kierunku nowej ery medycyny, w której maszyny będą mogły samodzielnie wykonywać skomplikowane zabiegi chirurgiczne.

Robot o nazwie SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) opracowany przez naukowców z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa wykazał, że jest w stanie wykonywać operacje pęcherzyka żółciowego z takim samym poziomem umiejętności, jaki posiadają doświadczeni chirurdzy.

Cechą szczególną robota SRT-H jest jego zdolność do wykraczania poza ograniczenia tradycyjnych robotów chirurgicznych, ponieważ nie tylko wykonuje zaprogramowane zadania, ale także potrafi reagować i uczyć się w czasie rzeczywistym.

Podstawowa technologia robota SRT-H opiera się na zaawansowanej architekturze uczenia maszynowego, podobnej do tej stosowanej w systemach sztucznej inteligencji, takich jak ChatGPT. Pozwala to robotowi przetwarzać polecenia głosowe zespołu medycznego i dostosowywać swoje działania na podstawie informacji zwrotnych w czasie rzeczywistym. Ta zdolność adaptacji jest niezwykle ważna w radzeniu sobie z nieoczekiwanymi wyzwaniami, które mogą pojawić się podczas operacji.

Robot został wyszkolony z wykorzystaniem platformy sztucznej inteligencji o nazwie „nauka imitacji sterowana językiem”, wykorzystującej nagrania wideo chirurgów przeprowadzających operacje usunięcia pęcherzyka żółciowego na zwłokach świń. Analizując te nagrania, SRT-H był w stanie dokładnie nauczyć się i odtworzyć kroki procedury usunięcia pęcherzyka żółciowego.

W badaniach klinicznych SRT-H testowano na ośmiu zestawach pęcherzyków żółciowych i wątrób świńskich o zróżnicowanej budowie anatomicznej, odzwierciedlającej różnice powszechnie spotykane w chirurgii u ludzi. Oddzielenie pęcherzyka żółciowego od wątroby to zabieg trwający kilka minut i wymagający użycia różnorodnych narzędzi, w tym zaciskania, cięcia, a także podejmowania decyzji i adaptacji – umiejętności powszechnie stosowanych w rzeczywistych zabiegach chirurgicznych.

Wyniki zaimponowały środowisku naukowemu, ponieważ robot osiągnął 100% dokładność we wszystkich testowanych operacjach. SRT-H z powodzeniem rozpoznawał rurki i tętnice, zakładał kleszcze i posługiwał się nożyczkami z taką samą precyzją jak chirurg. Jednak robot potrzebował na to więcej czasu niż chirurg.

Przejście od wykonywania indywidualnych zadań do faktycznego zrozumienia procedur chirurgicznych to kluczowy krok, mówi ekspert robotyki medycznej Axel Krieger, który kierował badaniami. Porównuje robota do autonomicznego samochodu, który może „jechać po każdej drodze, w każdych warunkach, inteligentnie reagując na wszystko, co napotka”.

Ji Woong „Brian” Kim, kluczowa postać w rozwoju SRT-H, podkreślił, że niezawodność modeli sztucznej inteligencji w automatyzacji zabiegów chirurgicznych można teraz udowodnić. Ten postęp otwiera nowe możliwości poprawy precyzji i bezpieczeństwa zabiegów chirurgicznych, z potencjałem zrewolucjonizowania opieki nad pacjentem poprzez redukcję błędów ludzkich i poprawę wyników leczenia.

Chociaż SRT-H odniósł niezwykły sukces w kontrolowanych warunkach, robot nie jest jeszcze gotowy do użycia na rzeczywistych pacjentach. Jednak jego wyniki w testach klinicznych dały wgląd w przyszłość chirurgii, w której roboty będą mogły wykonywać zabiegi przy minimalnej ingerencji człowieka.

W porównaniu z istniejącymi robotami chirurgicznymi, takimi jak system da Vinci firmy Intuitive Surgical, który uzyskał aprobatę FDA w 2000 roku i został użyty w ponad 12 milionach operacji na całym świecie, SRT-H stanowi technologiczny skok naprzód. Podczas gdy system da Vinci jest całkowicie zależny od chirurga w zakresie zdalnego sterowania, SRT-H może działać całkowicie niezależnie.

Zespół programistów przewiduje przyszłość, w której roboty SRT-H i podobne będą szkolone do wykonywania różnorodnych operacji, co jeszcze bardziej zmniejszy potrzebę nadzoru ze strony człowieka. W dłuższej perspektywie autonomiczne roboty chirurgiczne mogłyby pomóc w rozwiązaniu problemu niedoboru chirurgów, ograniczyć liczbę błędów ludzkich i zapewnić spójną, wysokiej jakości opiekę w obszarach o niedostatecznym dostępie do opieki.

Jednak przejście od modeli kontrolowanych do operacji na żywych ludziach będzie wymagało ścisłego nadzoru i zgody organów regulacyjnych. Co więcej, poleganie na zautomatyzowanych systemach rodzi pytania o odpowiedzialność prawną i rolę chirurgów w procesie decyzyjnym.

Badania te zostały wsparte przez Agencję Zaawansowanych Projektów Badawczych w Dziedzinie Zdrowia (Health Advanced Research Projects Agency), Narodową Fundację Nauki (National Science Foundation) oraz Narodowe Instytuty Zdrowia (NIH). Wraz z ciągłym rozwojem branży robotyki chirurgicznej – obecnie wartej prawie 10 miliardów dolarów rocznie, z szacunkową liczbą 2,7 miliona operacji wykonywanych z użyciem robotów do 2024 roku – rozwiązanie tych zawiłości etycznych będzie kluczowe dla zapewnienia zgodności postępu technologicznego z zasadami bezpieczeństwa i opieki nad pacjentem.