Впервые в мире операция по удалению желчного пузыря была полностью выполнена автономным хирургическим роботом, который самостоятельно принимал решения и обучался в процессе, демонстрируя уровень, сравнимый с навыками опытных врачей.
Прорыв в хирургической робототехнике
Исследователи из Университета Джонса Хопкинса провели уникальный эксперимент: робот под названием SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) самостоятельно удалил желчный пузырь, реагируя на ситуацию в реальном времени и следуя голосовым командам, как если бы ассистенты помогали главному хирургу. Этот случай стал первым в истории примером полностью автономной операции, при которой машина адаптировалась к меняющимся условиям.
Робот был обучен на видеозаписях настоящих операций, что позволило ему не только воспроизводить действия, но и понимать ход хирургического вмешательства. Он справился с процедурой холецистэктомии (удаление желчного пузыря) в восьми последовательных попытках на моделях, имитирующих ткани человека, корректируя действия в зависимости от ситуации.
«Этот шаг приближает нас к автономным хирургическим системам, способным работать в сложной и непредсказуемой реальности настоящей медицины», — говорит Азвел Кригер, специалист по медицинской робототехнике.
Как работает SRT-H
В основе SRT-H лежит архитектура машинного обучения, схожая с используемой в ChatGPT. Это позволяет роботу:
- получать голосовые команды от наблюдающих специалистов;
- адаптироваться к неожиданным изменениям в тканях;
- корректировать свои действия в реальном времени;
- совершенствовать навыки на основе опыта, как это делает человек.
Ранее робот успешно проводил те же операции на свиных органах. Во время последнего эксперимента SRT-H выполнил все 17 необходимых хирургических этапов — от точного захвата артерий и протоков до наложения клипс и рассечения тканей — без внешней физической помощи.
Хотя операции пока проводились не на живых людях, ткани используемых моделей были максимально приближены к реальным. Итог: робот справился с задачей не хуже, чем профессиональные хирурги, хоть и затратил больше времени.
«Наша работа показывает, что ИИ может быть достаточно надёжным для автономной хирургии — то, что раньше казалось далёкой фантастикой, теперь становится реальностью», — заявил ведущий автор исследования, Джи Уонг "Брайан" Ким.
Следующий шаг — универсальный хирург
Исследователи планируют расширить функционал SRT-H, обучив его проводить и другие виды операций. По словам хирурга и соавтора исследования Джеффа Джоплинга, модульный подход к обучению напоминает процесс подготовки настоящих врачей — постепенное освоение отдельных этапов процедуры.
Команда надеется, что в течение ближайшего десятилетия робот будет готов к использованию в реальных клинических условиях.
«Это как научить робота водить машину по любой дороге, в любую погоду и с умением реагировать на всё, что может произойти», — образно поясняет Кригер.
Это не первая попытка автономной хирургии. В 2022 году тот же коллектив разработал робота STAR, который провёл лапароскопическую операцию на живом животном. Однако тогда машина действовала строго по заранее размеченному плану. В отличие от этого, SRT-H способен принимать собственные решения и учиться на ходу, что делает его уникальным.
Работа опубликована в журнале Science Robotics.
