Робот-хирург научился проводить операцию по удалению желчного пузыря

Робот проводит операцию по удалению желчного пузыря медленнее человека, но точнее. Рассказываем, как обучали машину и какие перспективы открывают новые технологии

Роботы стремительно меняют наш образ жизни. Их активно применяют во многих отраслях экономики: от сельского хозяйства до автомобильной промышленности и здравоохранения. Согласно прогнозам, рост мирового рынка медицинской робототехники вырастет до $63,8 млрд к 2032 году.

Исследователи из Университета Джонса Хопкинса, Стэнфордского и Колумбийского университетов США представили робота под названием SRT-H, который может проводить операции без помощи человека.

Как тестировали SRT-H
Холецистэктомия — хирургическое удаление желчного пузыря — одна из самых распространенных малоинвазивных процедур в мире: только в США ее проводят более 700 тыс. раз в год. Теперь команда инженеров трех университетов доверила роботу выполнить эту операцию на трупах свиней.

Холецистэктомия требует от врачей умения работать в условиях ограниченного пространства. Хирурги должны найти желчный проток и артерию, пережать их в определенных местах, а затем провести разрез между зажимами, чтобы удалить орган. Неправильное выполнение процедуры приведет к разлитию желчи или повреждению окружающих тканей.

Система SRT-H училась, наблюдая за действиями хирургов и опираясь на словесные указания. В ее основе два ключевых слоя:

первый понимает задания, сформулированные на обычном языке (например, «сделай шов»), и превращает их в пошаговые инструкции для робота;
второй точно выполняет инструкции, управляя движениями инструментов.
Робот прошел восемь испытаний. В каждом из них он выполнил 17 хирургических этапов без ошибок. Это включало захват, наложение клипс, резку, смену инструмента и самокоррекцию (в среднем шесть раз за процедуру).

Как проходила подготовка робота
Обучение робота началось с изучения базы данных. Исследователи предоставили SRT-H более 16 тыс. видеозаписей операций. Робот видел не только идеальные процедуры, но и примеры исправления ошибок.

В прямых сравнениях хирурги работали быстрее, но робот выполнял задачи более аккуратно. Движения SRT-H были менее резкими, траектория движения инструментов была короче.

Команда подчеркивает, что эффективность робота предстоит проверить в более непредсказуемых условиях: во время операции на живой свинье. Но, чтобы перейти на этот уровень, необходимо преодолеть ряд сложностей. Во-первых, робот использовал громоздкие камеры на «запястьях», которые не прошли бы через лапароскопические разрезы. Во-вторых, инженеры изучают способы повышения безопасности робота. Это включает в себя добавление оценок неопределенности, чтобы сигнализировать о возможных ошибках, и предоставление хирургам возможности вмешаться в ходе процедуры.

Исследователи надеются, что в будущем такие автономные хирургические системы смогут работать под дистанционным наблюдением врача и даже проводить операции в отдаленных или бедных регионах.