机器人首次实现无任何人工辅助手术
研究人员利用人工智能技术,训练外科手术机器人完成了胆囊切除手术的部分操作。根据发表在《科学机器人学》上的最新研究,该机器人系统已成功在8具猪尸体上完成手术任务。
突破性技术应用
这项名为"Surgical Robot Transformer-Hierarchy"(SRT-H)的技术采用分层框架程序,将手术流程分解为可管理的步骤。类似于人类外科医生分配任务的模式,计算机主刀医生负责下达高级指令,而机器人住院医师则将这些指令转化为精确的底层动作。
约翰霍普金斯大学前博士后研究员、现斯坦福大学的Ji Woong"Brian"Kim博士表示:"能够实现这项大众熟知手术的自动化,我认为会让人感到意外。"
该系统通过分析真实胆囊手术视频进行训练,在实际操作中使用腹腔镜和器械腕部的立体影像。机器人需要完成17项任务来识别胆囊管和动脉,进行夹闭后切割。初期仍需监督人员发出"向右移动机械臂"等语音指令,但系统通过学习最终实现完全自主操作。
Kim指出:"SRT-H展现出极高的灵活性和可靠性。我们的研究证明,AI模型已具备足够的可靠性实现外科手术自主化——这曾被视为遥不可及,现在已成为可验证的现实。"
技术潜力与挑战并存
西奈山医疗系统肥胖外科主任Daniel Herron医学博士评价:"这是重要的第一步,但距离完整实施胆囊切除术仍有差距。正如外科医生常说的:最简单的手术是胆囊,最复杂的手术也是胆囊。"
当前测试在体外模型完成,缺乏真实手术中常见的挑战性因素:"没有出血、没有心跳引起的震动、没有呼吸导致的横膈膜摆动。"在实际场景中,机器人可能需要应对出血遮挡视野或电灼设备烟雾干扰等复杂情况。
尽管如此,Kim指出每个实验猪的器官存在细微差异,机器人已能适应不同的器官形态、形状和环境。未来将进一步增加模型规模并扩大训练数据量,这是提升模型智能的关键。
医疗机器人发展新阶段
目前已有多种计算机辅助手术系统,如精准投射放射线的CyberKnife系统、矫正视力的LASIK激光手术,以及需医生操控的达芬奇手术机器人系统。但此次实现的是完全自主操作的突破。
Kim强调,在紧急医疗场景中,当没有外科医生可用时,经过高度训练和验证的机器人可能优于完全无医疗干预的情况。
Herron以自动驾驶飞机类比:"在紧急情况下是否愿意让机器人完成降落,与直接乘坐无人驾驶飞机是两个不同的问题。随着AI技术的快速发展,未来几年这项技术或将取得重大进展。"
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