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除了替代医生,人工智能外科手术辅助机器人还能做什么?
大学仕 2021-03-24 09:33
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        人工智能将使外科手术机器人实现其最佳功能,不仅要替代外科医生,而且要通过减少特定子任务的单调性来增加其工作量。博士后米尼奥黄和杰弗里Ichnowski和博士学生Brijen Thananjeyan,已经证明了深刻的神经网络加上3D印刷深度感测标记如何可以锻炼达芬奇手术机器人稍微更快、更准确地自动执行PEG转印而不是经验丰富的外科住院医师。

       该研究小组还在去年11月的《科学机器人》杂志上发表了一篇有关新型AI软件的论文,该软件可以使机器人学习如何快速规划平滑运动,从而提高速度并减少工厂,仓库和手术室的磨损。机器人技术业务评论的母公司WTWH Media生命科学执行编辑克里斯·纽梅克(Chris Newmaker)与戈德堡(Goldberg)进行了交谈,以期深入了解外科机器人技术在未来几年中的发展方式。

      Goldberg和他的团队训练了达芬奇外科手术机器人,该机器人比有经验的外科手术住院医师能够更快,更准确地自动执行桩钉转移。外科辅助机器人的许多早期专利都将到期,因此有几家新公司进入市场。例如,在过去的两年中,强生公司购买了Auris,美敦力公司购买了Mazor。亚洲新兴的许多新公司(包括中国和韩国)也在以较低的成本开发新一代的手术辅助机器人,并努力引入一些有监督的自主权。

       新一代机器人将代替外科手术代替繁琐的子任务,例如缝合和清创术,以提高一致性,减轻疲劳并为远距离远程手术打开大门,从而为外科医师提供帮助,而不是代替人工手术。AI系统(机器学习)可以利用从Intuitive的da Vinci等外科手术系统收集的数据来学习子任务的基本控制策略,包括切割、缝合、触诊、解剖、牵开和清创术。我们最近能够自动执行桩钉转移,这是微创外科手术的通用训练程序,准确率高达99.4%(在达芬奇研究工具包上进行357/360试验),即使切换了机器人工具也是如此。这项任务具有挑战性,因为它要求很高的精度,并且驱动外科手术机器人关节运动的电缆在运动过程中会拉伸,这可能会大大降低其精度。

我们必须通过人工操作员的演示以视觉方式纠正任务关键点的错误。

       这些方法使用基准标记和深度学习以及深度学习来开发一个模型,该模型说明机器人如何根据其过去的运动进行运动,这是其布线属性的复杂函数。使用这种学习的模型进行控制,我们在任务的双边和单边版本上分别达到94-100%的准确性。现在,全球有30个实验室使用研究型的Intuitive手术辅助机器人进行实验,并且每月都会发布新的硬件和算法。

       学习如何无需手动调整就可以定位和移动手术摄像机是非常有趣的。这个工作非常繁琐,因此,例如当缝合线超出视场并跟踪摄像机进行相应移动时,如果机器人能够预料到这一点将是有帮助的。这也很微妙,因为错误的相机运动可能会使外科医生感到沮丧。

       希望我们可以开发出可以学会比人类外科医生更快,更准确地执行特定子任务(例如缝合或清创术)的系统。这样可以减轻外科医生的乏味,使他们专注于更细微的手术方面,并减少手术室的时间。这个研究领域正在迅速发展,目前,全球有30个实验室使用直觉式手术辅助机器人的研究版本进行实验,并且每个月都会发布更新硬件和算法。

来源:贤集网  

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