Автоматичний хірургічний робот «без жодної помилки»

Історична віха в медичній галузі щойно була зафіксована, коли перший у світі автоматизований хірургічний робот успішно виконав складну операцію з абсолютною точністю та повністю без втручання людини.

Цей прорив знаменує собою важливий крок до нової ери в медицині, де машини можуть самостійно виконувати складні хірургічні процедури.

Робот під назвою SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy), розроблений дослідниками з Університету Джонса Гопкінса, продемонстрував здатність виконувати операції на жовчному міхурі з тим самим рівнем майстерності, що й досвідчені хірурги.

Особливістю SRT-H є його здатність виходити за межі можливостей традиційних хірургічних роботів, не лише виконувати заздалегідь запрограмовані завдання, але й реагувати та навчатися в режимі реального часу.

Основна технологія SRT-H базується на передовій архітектурі машинного навчання, подібній до тієї, що використовується в системах штучного інтелекту, таких як ChatGPT. Це дозволяє роботу обробляти голосові команди медичної команди та коригувати свої дії на основі зворотного зв'язку в режимі реального часу. Така адаптивність надзвичайно важлива для вирішення неочікуваних проблем, які можуть виникнути під час операції.

Робота навчали за допомогою системи штучного інтелекту під назвою «імітаційне навчання з використанням мови», використовуючи відео хірургів, які виконують операції з видалення жовчного міхура на трупах свиней. Аналізуючи ці відео, SRT-H зміг точно вивчити та відтворити кроки процедури видалення жовчного міхура.

У випробуваннях SRT-H було протестовано на восьми наборах жовчних міхурів та печінки свиней з різними анатомічними структурами, що відображає відмінності, які зазвичай зустрічаються в хірургії людини. Відокремлення жовчного міхура від печінки – це процедура, яка займає кілька хвилин і вимагає використання різноманітних інструментів, включаючи затискання, різання, а також навичок прийняття рішень та адаптації – навичок, поширених у реальних хірургічних процедурах.

Результати вразили наукову спільноту, оскільки робот досяг 100% точності у всіх тестових операціях. SRT-H успішно розпізнавав труби та артерії, застосовував щипці та використовував ножиці з такою ж точністю, як і хірург-людина. Однак роботу знадобилося більше часу для виконання роботи, ніж хірургу-людині.

Перехід від виконання окремих завдань до фактичного розуміння хірургічних процедур є ключовим кроком, каже експерт з медичної робототехніки Аксель Крігер, який керував дослідженням. Він порівнює робота з автомобілем без водія, який може «їздити по будь-якій дорозі, за будь-яких умов, розумно реагуючи на все, з чим стикається».

Джі Вунг «Браян» Кім, ключова фігура в розробці SRT-H, наголосив, що тепер можна продемонструвати надійність моделей штучного інтелекту для хірургічної автоматизації. Цей прогрес відкриває нові можливості для підвищення хірургічної точності та безпеки, що може революціонізувати догляд за пацієнтами, зменшивши людські помилки та покращивши результати лікування.

Хоча SRT-H досяг надзвичайних успіхів у контрольованих середовищах, робот ще не готовий до використання на реальних пацієнтах. Однак його результати випробувань дали змогу зазирнути у майбутнє хірургії, де роботи можуть виконувати процедури з мінімальним втручанням людини.

Порівняно з існуючими хірургічними роботами, такими як система da Vinci від Intuitive Surgical, яка схвалена FDA з 2000 року та використовувалася у понад 12 мільйонах операцій по всьому світу, SRT-H являє собою технологічний стрибок вперед. У той час як система da Vinci повністю залежить від хірурга для дистанційного керування, SRT-H може працювати повністю незалежно.

Команда розробників уявляє майбутнє, де SRT-H та подібні роботи будуть навчатися виконувати різноманітні операції, що ще більше зменшить потребу в нагляді з боку людини. У довгостроковій перспективі автономні хірургічні роботи можуть допомогти вирішити проблему нестачі хірургів, зменшити кількість людських помилок та забезпечити стабільну високоякісну допомогу в малозабезпечених районах.

Однак перехід від контрольованих моделей до хірургічного втручання на реальних людях вимагатиме суворого нагляду та схвалення з боку регуляторних органів. Крім того, покладання на автоматизовані системи викликає питання щодо юридичної відповідальності та ролі хірургів-людей у прийнятті рішень.

Це дослідження було підтримано Агентством передових дослідницьких проектів у галузі охорони здоров'я, Національним науковим фондом та Національними інститутами охорони здоров'я. Оскільки індустрія хірургічної робототехніки, яка наразі оцінюється майже в 10 мільярдів доларів на рік, з оцінками 2,7 мільйона робототехнічних операцій, виконаних до 2024 року, продовжує зростати, вирішення цих етичних складнощів матиме вирішальне значення для забезпечення відповідності технологічного прогресу принципам безпеки та догляду за пацієнтами.