机器人首次在无人干预下完成腹腔镜手术
机器人在猪的软组织上完成了腹腔镜手术，无需人类引导手臂，这是机器人技术迈向全自动人体手术的重要一步。该自主机器人Smart Tissue Autonomous Robot（STAR）由约翰霍普金斯大学的研究团队开发，相关成果发表于期刊Science Robotics。
“我们的结果表明，我们可以自动化外科手术中最复杂、最精细的任务之一：重新连接肠道的两端。STAR对四只动物实施了该手术，结果明显优于执行同一手术的人类医生”
机器人在肠道吻合术中表现出色，该手术需要高度重复的动作和精确度。连接肠道两端可以说是胃肠外科中最困难的环节之一，要求外科医生以高精度和一致性缝合。即使是手部轻微颤抖或缝线放置不当，也可能导致漏液，对患者造成灾难性后果。
克里格与华盛顿特区儿童国家医院的同事以及约翰霍普金斯大学电气与计算机工程教授金·康（Jin Kang）合作，打造了这款专门用于软组织缝合的视觉引导系统机器人。此次的版本在2016年型号的基础上进行了改进，后者能够精确修复猪的肠道，但需要较大的切口才能接触肠道，并且需要更多的人工指导。
团队为STAR加入了新功能，以提高自主性和手术精度，包括专用缝合器械和先进的计算机视觉系统，后者能够更清晰地呈现手术视野。
克里格表示，软组织手术对机器人尤其困难，因为软组织不可预测，机器人必须迅速适应意外障碍。STAR配备了新的控制系统，能够像人类外科医生一样实时调整手术方案。
“STAR的特别之处在于，它是首个能够在极少人工干预下规划、调整并执行软组织手术方案的机器人系统”
STAR由康及其学生开发的基于结构光的三维内窥镜和基于机器学习的跟踪算法引导。“我们认为，先进的三维机器视觉系统对于让智能手术机器人更聪明、更安全至关重要”，这位教授表示。
克里格表示，随着医学向更多腹腔镜手术方式发展，拥有专为此类手术设计的自动化机器人系统将变得十分重要。
“机器人吻合术是一种确保需要高精度和可重复性的手术任务，无论外科医生技能如何，都能为每位患者更精确完成的方式。我们认为，这将带来一种更加民主化的手术方式，使患者获得更可预测、更一致的治疗效果”
“自主机器人手术可以在不依赖个别外科医生技能和经验的情况下，提供高效、安全和一致的结果。自主吻合术是软组织手术中的一项复杂任务，需要先进的成像、组织跟踪和手术规划技术，并借助易于调整的控制策略精确执行，而且通常是在非结构化、可变形的环境中进行”，研究中写道。
在腹腔镜条件下，由于需要高度的灵活性和可重复性，同时运动和视野受到限制，此类手术更加困难。
研究人员开发的高级自主策略允许操作者从自动生成的手术方案中进行选择，机器人则自行完成各项任务。随后，该高级自主策略用于在猪模型上进行自主机器人腹腔镜肠道吻合手术，并观察为期一周的存活期。
科学家们比较了吻合质量的多项指标，包括针位校正、缝线间距、缝线尺寸、完成时间、管腔通畅度以及渗漏压力，比较对象为所开发的自主系统、人工腹腔镜手术和机器人手术（RAS）。
体模数据显示，在一致性和精确度方面，他们的系统优于经验丰富的外科医生的手工技术以及RAS技术。这些结果表明，展现高度自主性的手术机器人可以提高一致性，改善患者治疗效果，并让更多人获得标准化的手术技术。
