Робот, обученный искусственным интеллектом, провел первую операцию реальному пациенту без участия человека: он удалил желчный пузырь.

Робот, обученный с помощью видеозаписей хирургических операций, выполнил длительный этап операции по удалению желчного пузыря без участия человека. Робот впервые прооперировал настоящего пациента, и во время операции он реагировал на голосовые команды команды и обучался , подобно начинающему хирургу, работающему с наставником.
Робот безупречно выполнил все испытания и продемонстрировал профессионализм опытного хирурга-человека даже в непредвиденных ситуациях, типичных для реальных чрезвычайных медицинских ситуаций.
Финансируемая из федерального бюджета работа, возглавляемая исследователями из Университета Джонса Хопкинса , представляет собой революционный прорыв в области хирургической робототехники , в рамках которого роботы могут действовать с механической точностью, адаптируясь и понимая человека. Результаты были опубликованы в журнале Science Robotics .
«Этот прорыв позволяет нам перейти от роботов, способных выполнять конкретные хирургические задачи, к роботам, которые действительно понимают хирургические процедуры», — заявил специалист по медицинской робототехнике Аксель Кригер. «Это фундаментальное отличие значительно приближает нас к созданию клинически жизнеспособных автономных хирургических систем, способных работать в сложных и непредсказуемых условиях реального ухода за пациентами».
Впервые у животных В 2022 году автономный робот Кригера Smart Tissue (Star) выполнил первую автономную роботизированную хирургическую операцию на живом животном: лапароскопию свинье . Однако для этого робота требовались специально размеченные ткани, он работал в строго контролируемой среде и следовал строгому, заранее заданному хирургическому плану. Кригер сказал, что это было похоже на обучение робота движению по тщательно проложенному маршруту.
Но его новая система, по его словам, «подобна обучению робота двигаться по любой дороге в любых условиях, разумно реагируя на то, с чем он сталкивается».
Хирургический робот SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) выполняет аутентичные хирургические процедуры, адаптируясь к индивидуальным анатомическим особенностям в режиме реального времени, принимая решения на ходу и самостоятельно корректируя действия, когда что-то идет не так, как ожидалось.
SRT-H, построенный на той же архитектуре машинного обучения, что и ChatGPT, также интерактивен и способен реагировать на голосовые команды («схватить головку желчного пузыря») и корректирующие действия («слегка сдвинь левую руку влево»). Робот обучается на основе этой обратной связи.
«Эта работа представляет собой значительный шаг вперёд по сравнению с предыдущими исследованиями, поскольку она устраняет некоторые фундаментальные препятствия на пути внедрения автономных хирургических роботов в реальный мир», — говорит ведущий автор Джи Ун «Брайан» Ким, бывший научный сотрудник Университета Джонса Хопкинса, а ныне сотрудник Стэнфордского университета. «Наша работа показывает, что модели ИИ могут быть достаточно надёжными для обеспечения хирургической автономии — нечто, что когда-то казалось далёким, но теперь стало очевидно осуществимым».
В прошлом году команда Кригера использовала эту систему для обучения робота выполнению трёх основных хирургических операций: манипулирования иглой, подъёма тканей и наложения швов. Каждая операция занимала всего несколько секунд.

Хирургический робот Transformer-Hierarchy проводит операцию на желчном пузыре. Фото: Цзюо-Тун Чен/Университет Джонса Хопкинса
Процедура удаления желчного пузыря гораздо сложнее и представляет собой цепочку из 17 операций, занимающую всего несколько минут. Роботу приходилось определять конкретные протоки и артерии, точно их захватывать, стратегически размещать клипсы и отрезать части ножницами.
Робот SRT-H освоил технику проведения операций на желчном пузыре, просматривая видеоролики, где хирурги из Университета Джонса Хопкинса выполняют эту процедуру на трупах свиней. Команда подкрепила визуальное обучение субтитрами с описанием выполняемых действий. После просмотра видеороликов робот выполнил операцию со 100% точностью.
Хотя роботу потребовалось больше времени на выполнение работы, чем хирургу-человеку, результаты были сопоставимы с результатами работы опытного хирурга.
«Точно так же, как хирурги-ординаторы обычно осваивают разные части операции с разной скоростью, эта работа иллюстрирует перспективность разработки автономных роботизированных систем аналогичным модульным и поэтапным способом», — сказал хирург из Университета Джонса Хопкинса Джефф Джоплинг, соавтор статьи.
Робот отлично себя проявил в неравномерных анатомических условиях и при неожиданных отклонениях, например, когда исследователи меняли исходное положение робота или когда они добавляли красители, похожие на кровь, которые изменяли внешний вид желчного пузыря и окружающих тканей.
«Для меня это действительно демонстрирует возможность автономного выполнения сложных хирургических операций», — говорит Кригер. «Это доказательство концепции, что это возможно, и что эта система имитационного обучения способна автоматизировать столь сложную процедуру с такой высокой степенью надёжности».
Далее команда планирует обучить и протестировать систему на большем количестве видов хирургических операций, а также расширить ее возможности для проведения полностью автономных хирургических операций.
По информации Университета Джонса Хопкинса
eltiempo