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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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