Роботы-хирурги под управлением врачей уже давно успешно справляются со своими задачами во всех крупнейших больницах мира. А на подходе — следующее поколение машин со скальпелем, которые вполне смогут обходиться без оператора.

Технические испытания, проведенные инженерами Дюкского университета, подтвердили, что робот самостоятельно, без участия человека, может обнаружить искусственно созданную (или сымитированную с помощью «ложных» данных ультразвукового обследования) пораженную область в тканях, имитирующих человеческие органы. А после этого — произвести биопсию, отобрав из «поврежденной ткани» материал для анализа. Исследователи считают, что дальнейшее развитие этой технологии приведет к широкому использованию автономных роботов для решения несложных хирургических задач.

Ранее ученые продемонстрировали, что робот, управляемый искусственным интеллектом, может стабильно обнаруживать модельные кальцификаты и кисты в имитации ткани молочной железы. А новые эксперименты показали его способности к отбору клеточного материала и из искусственной ткани, моделирующей предстательную железу. Предыдущие и недавние результаты опубликованы соответственно в журналах Ultrasound in Medicine and Biology (январь) и Ultrasonic Imaging. В обоих экспериментах использовалась грудка индейки, которая напоминает человеческие ткани по плотности и структуре, а также выглядит похожим образом на ультразвуковом изображении, поэтому часто применяется в медицинских исследованиях.

Команда из Дюкского университета объединила существующую модель манипулятора с ультразвуковой системой собственной разработки. Ультразвук служит «глазами» робота, обнаруживая «цель» и собирая информацию о ней. Искусственный интеллект получает трехмерное ультразвуковое изображение в режиме реального времени, обрабатывает информацию и дает манипулятору конкретные указания. Механическая «рука» может манипулировать тем же самым поршнем для биопсии, которым пользуются врачи.

В последней серии экспериментов робот взял образцы ткани из 8 различных точек модельной предстательной железы, и 93% его попыток увенчались полным успехом. Отбор материала для исследований из различных мест поврежденной ткани необходим, чтобы достоверно оценить степень поражения.

Одна из важнейших проблем, которую необходимо решить, прежде чем робот сможет принять участие в операции на человеке — скорость сбора и обработки данных. И снова исследователи с нетерпением смотрят в сторону производителей процессоров… Впрочем, возможно, задачу может решить оптимизация алгоритмов.

Одной из прелестей системы является то, что все аппаратные средства для неё (манипулятор, аппарат УЗИ, и др.) уже находятся в массовом производстве. И создание автономного робота-хирурга не требует разработки никаких технологий «с нуля».

Кстати, технология получения трехмерных ультразвуковых изображений в режиме реального времени, сейчас используемая повсеместно, также была разработана в лаборатории Дюкского университета в 1991 г.

Сейчас робота тестируют на сидящем манекене, одетом в бюстгальтер. «Грудь» сделана из индейки, «пораженные ткани» — из винограда. Искусственный доктор оперирует «продуктовую барышню». Но возможно, в скором времени ему удастся сделать простые хирургические вмешательства более дешевыми и удобными для настоящих пациентов.

По пресс-релизу Duke University