最近,医疗技术领域取得了重大突破:研究人员开发出了能够自主进行手术的机器人。然而,在这些机器人真正用于临床手术之前,还有许多问题需要解决。
约翰霍普金斯大学和斯坦福大学的研究人员成功训练机器人通过观看视频来执行手术任务,其精确度可与人类医生媲美。这一成果在慕尼黑的机器人学习会议上展示,标志着向更自主的手术机器人迈出了重要一步,可能部分缓解美国即将面临的外科医生短缺问题。
手术中的机器人辅助并不是新鲜事。自1985年PUMA 560首次协助进行脑部活检以来,机器人一直在帮助医生执行各种手术,如胆囊切除、子宫切除和前列腺手术等。这些机器人由医生通过类似操纵杆的控制器引导,有效减少了精细手术过程中的人手颤抖。
但最新的突破将这项技术提升到了新的高度。研究团队开发出了能够自主执行复杂手术任务的机器人,包括操纵针头、打结和缝合伤口。这些机器人的特别之处在于它们能够从视频中学习并在没有人为干预的情况下纠正错误。
该团队训练机器人的方法与开发像ChatGPT这样的语言模型类似。不过,系统不是处理文字,而是使用描述机器人夹持器位置和方向的语言。
“我们利用机器人在练习缝合垫上执行手术任务的视频录像构建了我们的训练模型,”约翰霍普金斯大学怀廷工程学院副教授阿克塞尔·克里格博士向《华盛顿邮报》解释说。“视频中的每个图像都转换为数值数据,然后模型将这些数据转换为机器人动作。”
这种方法显著减少了为医疗程序所需的每个单独动作编程的需求。训练有素的机器人在不同的环境中展示了它们的技能,成功地在猪肉和鸡肉样本上执行任务。“我们开发了一个系统,你可以像和外科住院医生交谈一样与机器人交谈,”团队的博士后研究员季宇瓮·布莱恩·金说。“你可以说‘做这个任务’,或者‘向左移动’和‘向右移动’。”
更自主的手术机器人的发展可能有助于解决根据美国医学院协会预测,到2036年美国将面临1万到2万名外科医生短缺的问题。“我们不是试图取代外科医生。我们只是想让外科医生的工作变得更容易,”克里格博士说。
尽管进展令人印象深刻,但专家表示,在完全自主的手术机器人成为现实之前,仍有众多挑战需要克服。“风险如此之高,因为这是一个生死攸关的问题,”迈阿密大学米勒医学院机器人外科主任迪彭·帕雷克博士说。“每个患者的解剖结构都不同,疾病在患者中的表现也各不相同。”
此外,随着技术的进步,它引发了关于责任、隐私和获取的重要问题。匹兹堡大学医学中心机器人外科主任阿默·祖雷卡特博士指出了在手术错误情况下关于责任的几个问题。在多方参与开发和使用自主手术机器人的情况下,确定责任将非常复杂,潜在的责任可能涉及多个利益相关者,包括监督的医生、AI开发人员、医院管理层,甚至机器人制造商本身。
隐私问题也日益突出,特别是关于使用真实的手术视频来训练这些系统。此外,还有关于平等获取技术和外科医生可能过度依赖机器人辅助的问题。