STAR機(jī)器人成功打敗人類(lèi)醫(yī)生 機(jī)器人或?qū)⑦M(jìn)入醫(yī)療業(yè)

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(lèi)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(shuō)過(guò)機(jī)器人很快就可以在手術(shù)臺(tái)上代替人類(lèi)；但經(jīng)過(guò)此次試驗(yàn)，他們已經(jīng)證明無(wú)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(lái)取代人類(lèi)。小兒科外科醫(yī)師 Peter Kim 也是 STAR 的研究員之一。在采訪中，他對(duì)此并沒(méi)有感到任何壓力或是受到威脅?！半m然我們外科醫(yī)師對(duì)于自己的開(kāi)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?！?/p>

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(xiě)了“小腸縫合”的程序，簡(jiǎn)單說(shuō)就是把一段切開(kāi)了的小腸再縫合起來(lái)?！熬秃托扪a(bǔ)橡膠軟管差不多”，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的資深工程師 Ryan Decker 如是調(diào)侃道?？p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(guò)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(jué)得他們的幫助和所說(shuō)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(chǎng)景。外科手術(shù)醫(yī)生可以監(jiān)督機(jī)器人做手術(shù)的過(guò)程或是和機(jī)器人權(quán)衡分擔(dān)，讓機(jī)器人來(lái)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?！?/p>

事實(shí)上，如今有些手術(shù)中已經(jīng)開(kāi)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(rùn)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 da Vinci System（達(dá)芬奇手臂手術(shù)系統(tǒng)），并非機(jī)器人自主完成。Da Vinci 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(lài)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(zhuān)注于手術(shù)部位了。機(jī)器人會(huì)自己計(jì)劃好縫合過(guò)程，再根據(jù)手術(shù)過(guò)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?！拔覀兏鶕?jù)機(jī)器本身的情況，為它編寫(xiě)了最頂尖的外科手術(shù)技術(shù)程序。”Kim 說(shuō)道。

業(yè)界專(zhuān)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(wú)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(lèi)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(lái)說(shuō)，毫無(wú)意疑問(wèn)，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(shuō)明機(jī)器人的重要性?！盚annaford 在郵件中寫(xiě)到。

STAR 研發(fā)團(tuán)隊(duì)聲稱(chēng)，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(shuō)機(jī)器人目前還無(wú)法在手術(shù)中替代人類(lèi)，Kim 表示他希望團(tuán)隊(duì)開(kāi)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(lái)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(wú)人駕駛車(chē)已經(jīng)出現(xiàn)在了我們生活中。起初，它只會(huì)自動(dòng)停車(chē)；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(chē)道。再后來(lái)，它就變成了全自動(dòng)駕駛的無(wú)人駕駛車(chē)?！盞im 表示手術(shù)機(jī)器人也和無(wú)人駕駛車(chē)一樣，可以先從協(xié)助人類(lèi)醫(yī)生開(kāi)始。也許有一天，它們真的會(huì)代替人類(lèi)。