Поскольку управляемые врачами роботы обычно оперируют пациентов в большинстве крупнейших больниц, робот следующего поколения мог устранить удивительный элемент из того сценария – доктор.Технико-экономические обоснования, проводимые биоинженерами Университета Дюка, продемонстрировали, что робот – без любой человеческой помощи – может определить местонахождение искусственного, или призрачного, поражения в моделируемых человеческих органах, ведите устройство к поражению и возьмите многократные образцы во время единственной процедуры. Исследователи полагают, что, поскольку технология далее разработана, автономные роботы могли однажды выполнить много более простых хирургических задач.
«Ранее в этом году мы продемонстрировали, что робот, направленный искусственным интеллектом, может самостоятельно определить местонахождение моделируемой кальцификации и кист в моделируемой ткани молочных желез с высокой воспроизводимостью и точностью», сказал Кайчэн Лян, бывший студент в лаборатории Стивена Смита, директора Duke University Ultrasound Transducer Group в Школе Пратта Технического и старшего члена исследовательской группы. «Теперь мы показали, что робот может пробовать до восьми различных пятен в моделируемой человеческой ткани простаты».Результаты исследования Герцога появляются в текущем номере журнала Ultrasonic Imaging. Более раннее исследование сообщило в январской проблеме журнала Ultrasound in Medicine и Biology, описал результаты команды Герцога на моделируемой ткани молочных желез.
В обоих экспериментах использовались целые грудки индейки. Сырые грудки индейки обычно используются в медицинском исследовании, потому что ткань близко напоминает ткань людей в структуре и плотности, и кажитесь подобными, когда просмотрено ультразвуком.Команда Герцога объединилась «souped» версия существующего манипулятора с системой ультразвука его собственного дизайна. Ультразвук служит «глазами» робота путем сбора данных от его просмотра и расположения его цели.
Роботом «управляет» не врач, а программой искусственного интеллекта, берущей 3D информацию в реальном времени, обрабатывающей ее и дающей роботу определенные команды, чтобы выполнить. Манипулятор имеет механическую «руку», которая может управлять тем же устройством поршня биопсии, которое врачи используют, чтобы достигнуть поражения и взять образцы.В последнем ряде экспериментов робот вел поршень к восьми различным местоположениям на моделируемой ткани простаты в 93 процентах ее попыток. Это важно, потому что многократные образцы могут также определить степень любого поражения, сказал Смит.
Смит полагает, что обычные медицинские процедуры, такие как биопсии в других тканях в теле, будут выполняться в будущем с минимальным человеческим руководством, и в большем удобстве и менее стоимости для пациентов.Важная проблема, которая будет преодолена, является скоростью сбора данных и обработки, хотя исследователи уверены, что более быстрые процессоры и лучшие алгоритмы решат ту проблему. Чтобы быть клинически полезными, все действия робота должны были бы быть в режиме реального времени, сказали исследователи.«Одна из красот этой системы – то, что все компоненты аппаратных средств уже находятся на рынке», сказал Смит. «Мы полагаем, что это – первый шаг в показе, что с некоторыми модификациями, системы как это могут быть построены, не имея необходимость разрабатывать новую технологию с нуля».
Успехи в технологии ультразвука сделали эти последние эксперименты возможными, исследователи сказали путем генерации подробных, 3D, движущихся изображений в режиме реального времени. У команды Герцога есть длинные достижения изменения традиционного 2-го ультразвука – как привыкший к младенцам изображения в утробе – в более передовые 3D просмотры. Лаборатория Герцога изобрела метод в 1991.
«Мы теперь проверяем робот на человеческой манекенщице, усаженной за стол исследования, грудь которого ограничивается в жесткой чаше лифчика», сказал Смит. «Грудь составлена из ткани молочных желез индейки с вложенной виноградиной, чтобы моделировать поражение. Наш следующий шаг должен двинуться в иссеченную человеческую грудь».
Исследование в лаборатории Смита поддерживается Национальными Институтами Здоровья. Другими членами команды был Эдвард Лайт и А.Дж. Робертс от Дюка и Даниэл фон Аллмен из Медицинского центра Детской больницы Цинциннати.
Источник:Университет Дюка