26.04.2019
Редакция Naked Science
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.
Вчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Вчера, 14:39
Ольга Иванова

К такому выводу пришла международная команда ученых, изучавшая древние метеориты. Загадочный разрыв находился неподалеку от нынешнего пояса астероидов.

Позавчера, 13:02
Елена Синицкая

Крупнейшее в истории генетическое исследование современных жителей Катара пополнило банк данных для изучения миграции ранних человеческих сообществ из Африки и влияния арабских завоеваний на формирование многих современных популяций планеты.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

Вчера, 16:33
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[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?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: