機(jī)器人外科手術(shù)近日又有了新的進(jìn)展。最近一次實(shí)驗(yàn)中，STAR機(jī)器人（Smart Tissue Autonomous Robot，直譯為智能組織自動(dòng)機(jī)器人）靠自己的視界、工具和智慧完成了縫合豬小腸的手術(shù)。更厲害的是，此次試驗(yàn)中，STAR和一名人類外科手術(shù)醫(yī)師同時(shí)挑戰(zhàn)了該任務(wù)，STAR完成得比外科醫(yī)師還要好。
STAR的研發(fā)團(tuán)隊(duì)從未說過機(jī)器人很快就可以在手術(shù)臺(tái)上代替人類；但經(jīng)過此次試驗(yàn)，他們已經(jīng)證明無論是在手術(shù)技術(shù)還是在“自主監(jiān)督”方面，機(jī)器人都有望能在不久的將來取代人類。
小兒科外科醫(yī)師PeterKim也是STAR的研究員之一。在采訪中，他對(duì)此并沒有感到任何壓力或是受到威脅。“雖然我們外科醫(yī)師對(duì)于自己的開刀技術(shù)非常自豪，但若是機(jī)器人能夠合作，那么手術(shù)完成得會(huì)更好而且更安全。”
手術(shù)中的機(jī)器人
STAR機(jī)器人本次實(shí)驗(yàn)的相關(guān)論文已經(jīng)刊登在了醫(yī)學(xué)雜志《轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》上。研究人員給機(jī)器人編寫了“小腸縫合”的程序，簡單說就是把一段切開了的小腸再縫合起來。“就和修補(bǔ)橡膠軟管差不多”，開發(fā)團(tuán)隊(duì)的資深工程師RyanDecker如是調(diào)侃道。縫合必須要緊且間隔相同，防止泄露。STAR機(jī)器人先是在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)離體組織進(jìn)行了此實(shí)驗(yàn)，然后對(duì)麻醉狀態(tài)的豬進(jìn)行了活體實(shí)驗(yàn)。一位經(jīng)驗(yàn)豐富的外科醫(yī)師也挑戰(zhàn)了相同的任務(wù)。經(jīng)比較，STAR的縫合更為規(guī)整，且更不易泄露。
不過機(jī)器人確實(shí)借助了一點(diǎn)幫助。整個(gè)實(shí)驗(yàn)中40%的部分都有研究人員為機(jī)器人提供指導(dǎo)或幫助，例如幫機(jī)器人拿線等等。還有60%則是STAR完全自主地完成的。研究人員并不覺得他們的幫助和所說的“自主”有什么關(guān)系；他們認(rèn)為這裝備完全符合實(shí)際外科手術(shù)場景。外科手術(shù)醫(yī)生可以監(jiān)督機(jī)器人做手術(shù)的過程或是和機(jī)器人權(quán)衡分擔(dān)，讓機(jī)器人來負(fù)責(zé)相對(duì)單一繁瑣的部分。Decker表示：“要是機(jī)器人能夠代替醫(yī)生完成手術(shù)中的某些部分，讓手術(shù)醫(yī)生有時(shí)間出去喝杯咖啡。”
事實(shí)上，如今有些手術(shù)中已經(jīng)開始使用智能機(jī)器了。像膝蓋置換、鐳射矯視和植發(fā)等手術(shù)完全可以交給機(jī)器人做。這些手術(shù)的共同點(diǎn)就是它們的目標(biāo)，例如腿骨、眼睛、頭部等這些部位都可以在手術(shù)中保持不動(dòng)。軟組織手術(shù)則比這復(fù)雜得多，也就很難交給機(jī)器人，因?yàn)槿梭w中那些滑潤粉嫩的組織會(huì)移動(dòng)而且很難追蹤。
目前手術(shù)中使用的機(jī)器人基本都是Intuitive Surgical公司出產(chǎn)的daVinci System（達(dá)芬奇手臂手術(shù)系統(tǒng)），并非機(jī)器人自主完成。DaVinci System就是讓外科醫(yī)師坐在操縱臺(tái)上操控，這些精細(xì)的動(dòng)作就會(huì)由患者體內(nèi)的微型工具復(fù)制。
STAR整合了幾項(xiàng)不同的技術(shù)，成功地解決了給軟組織動(dòng)刀的難題。STAR的視界依賴于放在腸部組織內(nèi)的數(shù)個(gè)近紅外熒光探針（NIRF）；有一臺(tái)NIRF相機(jī)會(huì)對(duì)這些探針進(jìn)行追蹤，3D相機(jī)則記錄這些部位的影像。結(jié)合這些數(shù)據(jù)信息，STAR就能專注于手術(shù)部位了。機(jī)器人會(huì)自己計(jì)劃好縫合過程，再根據(jù)手術(shù)過程中組織的移動(dòng)自行調(diào)整。
研究人員們只訓(xùn)練STAR如何縫合。“我們根據(jù)機(jī)器本身的情況，為它編寫了最頂尖的外科手術(shù)技術(shù)程序。”Kim說道。
業(yè)界專家認(rèn)為此次研究是巨大的突破，但也指出以目前的技術(shù)限制，自動(dòng)機(jī)器人“近期內(nèi)還無法在外科手術(shù)種實(shí)際投入使用”。自動(dòng)機(jī)器人的先驅(qū)，華盛頓大學(xué)教授Blake Hannaford指出，試驗(yàn)中，機(jī)器人所依靠的NIRF探針是人類安插的。
Hannaford還質(zhì)疑了臨床狀況下用STAR縫合的必要性。“從技術(shù)上來說，毫無意疑問，半自動(dòng)縫合對(duì)手術(shù)機(jī)器人是個(gè)莫大的挑戰(zhàn)，本次實(shí)驗(yàn)也已取得成功；但在實(shí)際臨床情況下，外科醫(yī)生完全可以用吻合器在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)就完成縫合，何必要?jiǎng)佑脵C(jī)器人呢？顯然研究人員們?yōu)闄C(jī)器人選擇的任務(wù)不足以說明機(jī)器人的重要性。”Hannaford在郵件中寫到。
STAR研發(fā)團(tuán)隊(duì)聲稱，本次實(shí)驗(yàn)只是為了證明自動(dòng)機(jī)器人可以解決軟組織手術(shù)的難題。雖說機(jī)器人目前還無法在手術(shù)中替代人類，Kim表示他希望團(tuán)隊(duì)開發(fā)的技術(shù)可以早日被整合為實(shí)用性的設(shè)備，并在接下來的幾年內(nèi)完成商業(yè)化。如果可以證明機(jī)器人系統(tǒng)確實(shí)能提高手術(shù)的安全性和成功率，那么醫(yī)療界很有可能將會(huì)進(jìn)入自動(dòng)化時(shí)代。
“如今，無人駕駛車已經(jīng)出現(xiàn)在了我們生活中。起初，它只會(huì)自動(dòng)停車；之后，技術(shù)發(fā)展到可以提醒司機(jī)不要進(jìn)入錯(cuò)誤的車道。再后來，它就變成了全自動(dòng)駕駛的無人駕駛車。”Kim表示手術(shù)機(jī)器人也和無人駕駛車一樣，可以先從協(xié)助人類醫(yī)生開始。也許有一天，它們真的會(huì)代替人類。
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