Хирурги впервые в мире использовали автономный робот-катетер, который самостоятельно добрался до нужного клапана в сердце — Naked Science
8 минут
Редакция
1

Хирурги впервые в мире использовали автономный робот-катетер, который самостоятельно добрался до нужного клапана в сердце

Группа ученых разработала роботизированный катетер, способный самостоятельно добраться до нужного клапана в сердце и провести необходимую операцию, используя алгоритмы машинного обучения. Это знаменует собой начало перехода от роботизированных инструментов к настоящим операциям с помощью роботов.

medialibraryib84j4
©Wikipedia

Американские хирурги впервые в мире использовали экспериментального самоходного робота в ходе операции: специальный роботизированный катетер самостоятельно нашел путь к необходимому клапану в сердце свиньи. Катетер достиг нужного места, используя искусственный интеллект, камеру и специальные алгоритмы, которые помогают роботу выяснить, к какому типу ткани он прямо сейчас прикасается и куда нужно двигаться, чтобы достичь цели.

 

Новый робот, описанный в статье, опубликованной в журнале Science Robotics, может ознаменовать собой начало перехода от роботизированных хирургических инструментов к настоящим операциям при участии роботов — эти автономные устройства могут облегчить работу врачей.

 

В современной медицине становится популярной неинвазивная хирургия, предполагающая минимум разрезов: так пациент испытывает меньше боли при восстановлении, процесс проходит быстрее, а риск инфекции заметно снижается. Именно в рамках неинвазивной хирургии и будет действовать новый робот, который стал изобретением сотрудников Гарвардской медицинской школы (США), Университета Страсбурга (Франция) и Тайбейской больницы для ветеранов в Тайване.

 

© Associated Press

 

Созданный ими катетер — вернее, метод его движения — можно сравнить со способом, который используют раки и тараканы: они ориентируются с помощью усов, определяя, что находится перед ними и куда двигаться дальше. Так же ведет себя человек в темноте, на ощупь определяя стены и пространство вокруг. Алгоритм машинного обучения, отвечающий за движения катетера, помогает ему двигаться вдоль той или иной ткани в организме человека — ИИ заранее обучили различать кровь, ткани стенки сердечного желудочка и аортального клапана. Кроме того, датчик анализировал силу давления катетера на клапан, чтобы тот не повредил бьющееся сердце.

 

Изображение 1: катетер подходит к клапану; изображение 2: из катетера вытягивается провод для обнаружения утечки; изображение 3: сосудистый окклюдер располагается внутри канала утечки. Изображение В: роботизированный катетер в операционной – графический интерфейс отображает вид наконечника катетера и геометрическую модель робота и клапана; изображение С: два вида биопротезного аортального клапана; изображение D: Сосудистый окклюдер, используемый для устранения утечек / © Science Robotics

 

В качестве примера была использована операция по закрытию аортальной приклапанной утечки — она возникает у пациентов с искусственным клапаном, позволяя крови изливаться обратно в сердце. Для исправления этой ситуации и нужен катетер, который бы работал непосредственно внутри организма.

 

Робота проверили в ходе операции на пяти свиньях, которым предварительно установили искусственные аортальные клапаны, заранее требующие хирургического вмешательства. Для возможности сравнения специалисты провели три операции: в одной катетер был полностью автономен, во второй им удаленно управлял врач, а в третьей всю работу хирург делал самостоятельно, вручную.

 

После введения в сердце робот смог достичь необходимого клапана, параллельно снабжая ученых визуальными данными с помощью тактильного зрения. Помимо этого, специалисты могли заглянуть внутрь сердца при помощи миниатюрной камеры и светодиода, которые также установлены на катетере. Чтобы добраться до нужного клапана, автономному роботу потребовалось немного больше времени, чем хирургу, однако это объяснимо: тот факт, что он двигался на ощупь, означает, что он выбрал самый длинный путь. В целом автономный катетер провел 89 успешных операций из 90.

 

«Время навигации было статистически эквивалентно для всех способов, что, на наш взгляд, впечатляет, учитывая, что робот находился в наполненном кровью бьющемся сердце и пытался достичь цели в миллиметровом масштабе на конкретном клапане», — говорит старший автор исследования, доктор Пьер Дюпон (Pierre Dupont), добавляя, что способность робота визуализировать окружающую среду может устранить необходимость в рентгеноскопической визуализации, которая обычно используется при подобных операциях и подвергает пациентов воздействию ионизирующего излучения.

 

Некоторые кардиологи, знакомые с работой команды Дюпона, уже предположили использование подобных роботов для выполнения рутинных задач по картированию, а также для проведения операций в тех регионах мира, где не хватает высококвалифицированных хирургов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

Вчера, 16:09
4 минуты
Илья Ведмеденко

Вчера состоялось торжественное событие: Южная Корея представила свой самый амбициозный военный проект — истребитель условно «нового» поколения. На опубликованных фото можно рассмотреть машину во всей красе.

5 апреля
6 минут
Ольга Иванова

Ученые из США определили, что явление Ла-Нинья, ответственное за аномальное понижение температуры и выпадение обильных осадков в Северном полушарии (в том числе в России) этой зимой и в начале весны, вероятно, связано с окончанием 22-летнего солнечного цикла и началом нового.

5 апреля
3 минуты
Сергей Васильев

NASA и CSA запустили совместный конкурс Deep Space Food Challenge, направленный на обеспечение вкусной и здоровой пищей людей на Луне, Марсе — и на самой Земле.

6 апреля
5 минут
Илья Ведмеденко

Компания «КосмоКурс», до недавнего времени декларировавшая намерения запускать космических туристов, объявила о сворачивании проекта. Среди причин отказа — высокие инвестиционные риски и бюрократические перипетии.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
да это удивительно. Это ведь иностранцы а не русские . Они любят создавать роботов. только я не понял как именно этот робот, добравшись до клапана , будет лечить или оперировать порог сердца ? Лучше бы придумали как делать идеальную пересадку кишечника . А такую при которой люди все равно умирают. Но если этот робот действительно лечит пороки сердца то это классно . И это достойно нобелевки.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: