تمكن "ستار" وهو إنسان آلي، من إجراء عملية جراحية بالمنظار على الأنسجة الرخوة لخنزير بدون أي مساعدة بشرية - وهي خطوة مهمة في مجال الروبوتات نحو جراحة مؤتمتة بالكامل على البشر. وكانت النتائج أفضل بكثير من نتائج حراحات أجراها جراحون بشر. فقد برع الروبوت في إجراء مفاغرة الإمعاء، وهي عملية تتطلب مستوى عالياً من الحركة المتكررة والدقة. ويمكن القول إن ربط طرفي الإمعاء هو الخطوة الأكثر حساسية في جراحة الجهاز الهضمي، والتي تتطلب من الجراح خياطة الجروح بدقة وتناسق كبيرين.
تمكن إنسان آلي من إجراء عملية جراحية بالمنظار على الأنسجة الرخوة لخنزير بدون أي مساعدة بشرية - وهي خطوة مهمة في مجال الروبوتات نحو جراحة مؤتمتة بالكامل على البشر. تم تصميم الروبوت الذكي للأنسجة الذاتية واختصاراً ستار (STAR) من قبل فريق من الباحثين في جامعة جونز هوبكنز، وهو موصوف اليوم في مجلة علوم الروبوتات الأمريكية.
"تظهر النتائج التي تم التوصل إليها أنه يمكن أتمتة أحد أكثر المهام تعقيداً وحساسية في الجراحة، مثل إعادة ربط طرفي الإمعاء. حيث أجرى ستار STAR العملية على أربعة حيوانات، وكانت النتائج أفضل بكثير من نتائج حراحات أجراها جراحون بشر"، حسب قول المؤلف الكبير أكسل كريغر، الأستاذ المساعد للهندسة الميكانيكية في كلية جونز هوبكنز.
فقد برع الروبوت في إجراء مفاغرة الإمعاء، وهي عملية تتطلب مستوى عالياً من الحركة المتكررة والدقة. ويمكن القول إن ربط طرفي الإمعاء هو الخطوة الأكثر حساسية في جراحة الجهاز الهضمي، والتي تتطلب من الجراح خياطة الجروح بدقة وتناسق كبيرين . حيث إن أقل رعشة في اليد أو غرزة في غير مكانها، يمكن أن يسبب تسرباً قد تكون له مضاعفات كارثية على المريض.
من خلال العمل مع متعاونين في مستشفى الأطفال الوطني في واشنطن العاصمة والأستاذ جين كانغ، أستاذ الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر في جامعة جونز هوبكنز، والذي ساعد كريغر في تصميم الروبوت، كنظام مصمم خصيصاً لخياطة الأنسجة الرخوة، تعمل ميزة التكرار الحالية على تطوير أنموذج 2016 الذي أجرى جراحة دقيقة على إمعاء الخنازير، لكنه تطلب إحداث شق كبير للوصول إلى الإمعاء مع الكثير من التوجيه البشري.
إن الفريق الذي قام بتجهيز ستار STAR زوده بميزات جديدة لتعزيز الاستقلالية وتحسين ميزة الدقة الجراحية، بما في ذلك أدوات الخياطة المتخصصة وأنظمة التصوير الحديثة التي توفر تصورات أكثر دقة للعمل الجراحي.
قال كريغر إن جراحة الأنسجة الرخوة صعبة بشكل خاص بالنسبة إلى الروبوتات بسبب عدم القدرة على التنبؤ بما سيواجهونه، ما يجعل من الضروري لهذه الروبوتات التكيف بسرعة للتعامل مع العقبات غير المتوقعة. ويحتوي ستار STAR على نظام تحكم جديد يمكنه من تعديل الخطة الجراحية في الوقت المناسب، تماماً كما يفعل الجراح البشري في هذه المواقف.
قال كريغر: "ما يجعل نظام ستار STAR مميزاً هو أنه أول نظام آلي يخطط ويتكيف وينفذ خطة جراحية في الأنسجة الرخوة بأقل تدخل بشري".
كانغ وطلابه الذين يوجهون ستار STAR قاموا بتطوير منظار داخلي ثلاثي الأبعاد قائم على الضوء الهيكلي وخوارزمية تتبع تستند على التعلم الآلي. قال كانغ: "نعتقد أن نظام رؤية آلي ثلاثي الأبعاد متقدم ضروري في جعل الروبوتات الجراحية الذكية أكثر ذكاء وأماناً".
وأضاف كريغر أنه مع التقدم في المجال الطبي نحو المزيد من الطرق التنظيرية للعمليات الجراحية، سيكون من المهم وجود نظام آلي مصمم لمثل هذه الإجراءات للمساعدة.
وقال أيضاً: "تعتبر المفاغرة الروبوتية إحدى الطرق للتأكد من أن المهام الجراحية التي تتطلب حرصاً كبيراً وتكرار حركات، يمكن إجراؤها بمزيد من الدقة بغض النظر عن مهارة الجراح. إننا نفترض أن يؤدي هذا إلى نهج جراحي أفضل لرعاية المرضى مع نتائج أكثر قابلية للتنبؤ".
ويذكر أن فريق جونز هوبكنز ضم أيضاً حامد سعيدي وجوستين دي أوبفرمان ومايكل كام وشوين وي وسيمون ليونارد. كما ساهم أيضاً في البحث مايكل هـ. هسيه، مدير جراحة المسالك البولية في مستشفى الأطفال الوطني.
-----