• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.04.2019
Редакция Naked Science
1
18 612

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 10:30
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

Позавчера, 10:49
Сергей Васильев

Американский стартап, занятый возвращением к жизни вымерших животных, объявил о начале работы с додо — почти легендарными птицами, которых люди перебили еще несколько веков назад.

Вчера, 13:32
Анна Новиковская

Международная группа астрономов из США и Новой Зеландии описала чрезвычайно редкий тип звездной системы, у которой есть все задатки в будущем стать сверхсильной килоновой.

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

Позавчера, 10:49
Сергей Васильев

Американский стартап, занятый возвращением к жизни вымерших животных, объявил о начале работы с додо — почти легендарными птицами, которых люди перебили еще несколько веков назад.

Вчера, 10:30
Сергей Васильев

Считается, что неандертальцы жили в коллективах максимум в пару десятков особей. Однако на их стоянках обнаруживают останки исключительно крупных животных, добыть и съесть которых можно только командой, насчитывающей сотни человек.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[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
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

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: