機器人成功給豬做手術(shù)：比人穩(wěn)定，但仍難獲人類信任

導讀：它們不會酗酒，不會疲乏，也不會罷工。對于醫(yī)院管理者來說，讓機器人獨立做手術(shù)聽上去很有吸引力。但對于病人來說，關(guān)鍵的問題是，“機器人會比人類醫(yī)生更出色嗎？”外科手術(shù)是一個混亂而復雜的過程，簡簡單單的手術(shù)隨時可能變得性命攸關(guān)。而就在最近，一臺機器人剛剛證明了自己可以操刀軟組織手術(shù)，成功縫合了兩段豬的腸道。在這起手術(shù)上，機器人展示了比人類的更高的穩(wěn)定性，但它們?nèi)噪y獲人類信任。

光是在美國，每年就要開4500萬臺軟組織手術(shù)。即使對技術(shù)最高超的醫(yī)生來說，軟組織也是極具挑戰(zhàn)性的。由于軟組織具有易變性、難以預測的特性，研究人員此前并不相信機器人能做軟組織手術(shù)。當然，他們現(xiàn)在已經(jīng)相信了這一點。

華盛頓兒童國家健康系統(tǒng)的研究人員們希望，他們新研制的STAR機器人（全稱Smart Tissue Autonomous Robot，意為智能組織自動機器人），能夠成為外科醫(yī)生的一件得力工具。隨著手術(shù)工具變得越來越智能，它們將幫助醫(yī)生減少手術(shù)后的并發(fā)癥，取得更好的手術(shù)效果。

該研究團隊由阿扎德·沙德曼（Azad Shademan）帶領(lǐng)，研發(fā)出STAR機器人來執(zhí)行復雜的手術(shù)任務(wù)。在這一次手術(shù)中，它的任務(wù)是將兩段豬腸連接在一起。STAR機器人上裝有一條機器手臂和各種手術(shù)工具，其中包括力傳感器，能夠感應(yīng)到縫合線上的拉力。上面還裝了一臺熱成像設(shè)備，用來區(qū)分外貌相近的組織。該團隊編寫的計算機程序會對該機器手臂進行控制。最終，它成功在一名人類外科醫(yī)生的監(jiān)督下完成了任務(wù)。

“醫(yī)生可以隨時讓機器人停下，然后接手。”沙德曼解釋道，“他將對機器人進行密切監(jiān)視，一旦要緊的事情發(fā)生，他就能立刻讓機器人停下手頭的工作。”

這一手術(shù)的官方名稱叫做腸道吻合術(shù)，需要將兩段管狀的腸道縫合在一起，就像把兩根被截斷的澆水軟管重新接在一塊兒一樣。你需要讓軟管（或者說腸道）足夠結(jié)實，這樣當軟管中的壓力增加時，它才不會出現(xiàn)滲漏。

研究人員做了兩次不同的手術(shù)，同樣是將豬的兩截腸道接合在一起，只不過一次在活體外，一次在活體內(nèi)。該手術(shù)是完全自動化的，機器人的程序已經(jīng)被預先設(shè)定好，醫(yī)生只需要在旁邊監(jiān)督就行了，就好像父母看著孩子邁出第一步一樣。兩次手術(shù)都取得了成功，用作手術(shù)的豬也沒有出現(xiàn)任何并發(fā)癥。

圖為STAR機器人的手術(shù)區(qū)域

該手術(shù)最獨特之處在于，這臺機器人依賴于一種特殊的紅外線系統(tǒng)，與夜視十分類似。在兩次實驗之前，該研究團隊先是麻醉了一頭小豬，打開它的腹腔，讓部分小腸暴露出來。然后他們將這段小腸切斷，并向其中注射了熒光標記物，用來標出手術(shù)部位，指引機器人完成任務(wù)。

研究人員在論文中寫道，在第四次手術(shù)中，60%都是在沒有人為干預的情況下完成的，其它干預也只是對縫針進行微調(diào)而已。不過，在提交實驗結(jié)果、用于發(fā)表時，他們稱STAR機器人獨立完成了整個手術(shù)過程。

這臺機器人的技術(shù)還要與人類醫(yī)生和現(xiàn)有的機器人輔助技術(shù)一決高下。結(jié)果顯示，STAR在三者中成功勝出。它縫合的間隙更加均勻，滲漏情況也更少，說明這一技術(shù)將為我們帶來巨大的好處。并且沒有一頭豬出現(xiàn)了術(shù)后并發(fā)癥。不過，STAR機器人縫合的時間確實比人類醫(yī)生要長，平均每臺手術(shù)耗時50分鐘，人類只需要8分鐘就夠了。但這一速度日后肯定是會加快的。而且，雖然STAR機器人在速度上無法與人類相比，術(shù)后的效果卻似乎更好一些。如果用在常規(guī)臨床手術(shù)中的話，應(yīng)該能降低復診率。

“為了檢測它的縫合效果，我們將縫合后的腸道連接到水泵上，不斷增加壓力，直到腸道出現(xiàn)滲漏。”參與該研究的萊恩·戴克（Ryan Decker）說道，“與人類醫(yī)生相比，STAR機器人縫合的腸道需要施加更高的水壓才會滲漏。”

數(shù)據(jù)還顯示，機器人做手術(shù)的穩(wěn)定性比人類醫(yī)生要高。“例如，假設(shè)人類做了20次手術(shù)，其中19次都做得很好，但最后一次可能就會出現(xiàn)并發(fā)癥。”皮特·C·W·吉姆（Peter C. W. Kim）解釋道，“手術(shù)過程越智能，我們就能保證更好的手術(shù)效果。”

機器人協(xié)助手術(shù)并不是什么新鮮事，在達芬奇機器人手術(shù)系統(tǒng)這樣的平臺上，醫(yī)生已經(jīng)可以利用先進的技術(shù)進行微創(chuàng)手術(shù)了。

圖為研究人員正在研發(fā)STAR機器人

不過，現(xiàn)在的機器人手術(shù)系統(tǒng)還需要外科醫(yī)生來引導，需要將他們的動作分解并翻譯成更加精密的動作，通過精細的設(shè)備來實現(xiàn)。這樣手術(shù)需要依賴于醫(yī)生的技能和專業(yè)水平，因此達芬奇手術(shù)機器人是無法彌補技術(shù)欠缺的醫(yī)生的不足的。而STAR機器人則不然，它經(jīng)過了專門的程序設(shè)計，配備了最優(yōu)秀的技術(shù)，可以避免手術(shù)中出現(xiàn)的人為差錯。

該團隊強調(diào)說，他們并不打算讓機器人取代外科醫(yī)生的位置。研發(fā)該技術(shù)的理念與自動駕駛車輛相同：不是因為我們不會開車，而是因為我們想減少交通事故。

現(xiàn)在機器人已經(jīng)證明了自己可以將東西縫合起來，接下來它們將試著將東西從體內(nèi)取出，如膽囊或腫瘤等。

不過，STAR機器人的誕生也拋出了兩個問題。隨著社會的機器化程度越來越高，這兩個問題也被問得越來越頻繁：“人們會放心地把自己的生命托付到機器人手中嗎？”以及“如果出了什么問題，誰會來負責呢？”

第一個問題的答案也許將取決于機器受到的監(jiān)督程度。例如，在民航中使用無人機不是什么難事，但如果有人類飛行員在場的話，乘客會更放心，因此短期內(nèi)不可能讓無人機完全取代人類。手術(shù)機器人也是同理。而至于第二個問題，律師已經(jīng)開始忙得團團轉(zhuǎn)了。加州的一家手術(shù)機器人制造商Intuitive Surgical總是受到法律控訴（但該公司拒絕承認這一點），說醫(yī)生在使用他們生產(chǎn)的機器時、所受的訓練不夠充分，或者他們生產(chǎn)的機器人存在缺陷。在手術(shù)臺上，機器遲早會比人類做得更好，但它們傳播的速度到底有多快，還需要法庭來決定。

生成海報

免責聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準確性及可靠性，讀者在使用前請進一步核實，并對任何自主決定的行為負責。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負任何法律責任。任何單位或個人認為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。