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如果一条“蛇”钻进你的身体.....

2016-08-05 器械之家


如果有一个蛇形的机器人爬进了你的嘴里、从你的喉咙深入身体……这听起来是不是很可怕?让一个蛇形机器人钻进你身体上的其它孔洞听起来更是让人毛骨悚然!但是马萨诸塞州雷纳姆的 Medrobotics 公司所研发的Flex机器人系统却通过做这些“可怕”的事而赢得了赞誉——近日,一位头部和颈部外科医生将该蛇形机器人送入了他19位病人的喉咙进行手术。“它确实改变了我工作的方式,”来自宾夕法尼亚州Hershey医疗中心的耳鼻喉科外科主任David Goldenberg 说,“这是头部和颈部外科手术的未来。”Goldenberg 告诉 IEEE Spectrum,结直肠和妇产科的外科同事也正在计划使用这种Flex机器人系统进行临床试验。


Flex 2014 年在欧洲获得销售许可,2015 年 7 月在美国获得许可


Flex 在前年就已经进入了欧洲市场,可是直到去年才进入美国市场,为什么会出现这样的情况呢?原因就在于获得监管部门的批准不是一项简单的任务,而获得监管部门批准的难点在于可控性,正如 Medrobotics 高管所说的,Medrobotics 公司必须确保该机器人足够“蠢”才能获得美国食品药品监督管理局(FDA)的批准,那么为什么说该机器人要足够“蠢”呢?



“当我们与 FDA 接触的时候,从他们嘴里冒出来的几乎第一个问题就是关于该机器人的自动化性质的,他们将机器人的自动化看作是一个危险信号。”Medrobotics CEO Samuel Straface说,“而我们必须要证明这样的手术在任何时间内都是完全且绝对受控的。如果不是这样的话,我们就仍然只是一个科研项目。”



通过以上外科医生以及 CEO 的陈述,我们可以大概了解到机器人手术的当前状态。这款新研发的“机器人”的确为手术提供了新的技术和能力,但它们实际上只是工具,依然完全受控于操控这些机器人的医生,这是因为FDA已经禁止了在手术室内使用任何自动化的机器人。



耳鼻喉科医生 David Goldenberg(右)正在使用 Flex 手术机器人对其它方式无法触及的地方进行手术


对于机器人专家来说,自动化手术机器人是一个巨大的研究目标,而且最近也已经出现了一些出色的研究进展,比如能够缝合猪肠的自动化系统已经可以比人类外科医生做得更好了。但是我们必须要意识到,从实验室到临床之间还有很长的路要走,就像 Medrobotics 经历的那样。Straface说:“我们要考虑现实情况,你能造出这些东西并不意味着你就能销售它们。”



常规的喉镜



外科医生将 Flex 插入病人的气道,然后插入手术工具


Flex,英文原意为“弯曲”,正如其名,是一种柔性的管状体,形状像蛇。外科医生引导它进入病人的嘴并通过操纵杆来操作它。在Flex的前端有一个摄像头,它可以让外科医生看见病人气道中的弯曲和转折并且为医生进行导航。由于Flex 特殊的形状,它可以进入到其它方式无法触及的区域,所以像Goldenberg这样的外科医生就可以在避免割开病人的下颌或带来外部创口的情况下进行手术。Goldenberg说这能让手术更便宜、更轻松、更快捷、对病人的创伤也更小。


一旦Flex到达外科手术的目标部位,它就会变硬,从而为医生提供了一个稳定的手术仪器平台——医生可以通过主导管侧边两个更小的管道将手术仪器插入病人的体内。进行手术的医生可以从一个套件中选择切换各种工具,其中包括:解剖刀、剪刀、夹持器和用于缝合的针驱动器。


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要移动 Flex,外科医生可以按一个控制器上面的一个开关。但 Straface 解释说该系统也包括一个可以控制系统整体电源、开关电机的脚踏板。要让该机器人向前移动,外科医生必须用脚按压踏板。「这真是过度了,」Straface 说,「这是 FDA 如何驱动设计的一个案例。」


那么Flex就没有任何一点自动化的功能存在吗?当然不是,Flex上只有一个自动功能是被允许存在的:一旦该机器人的工作完成之后,它就会自动离开病人的身体。这样的自动化功能是可以被接受的,Straface 解释说,因为这只是人类外科医生引导其进入的路径的反向操作。


说到这里,Straface赶忙补充说关于监管者对病人安全的顾虑,Medrobotics的每个人都感到很高兴。因为将坚硬的机器人插入人们柔软的身体里确实是存在一定危险性的,所有人都不想看到一个机器人在气道或消化道里面失控的情况。



Goldenberg 已经使用 Flex 进行了 19 场手术,他说这给病人带来的创伤更小


这种关于安全的规定可能指出了某些特定类型的机器人自动化研发的方向。如果出现一种更智能的手术工具能使手术风险更低,那么 FDA 可能会批准。例如,如果有一种硬质刀具具有更多传感能力,能给外科医生带来更多的信息反馈——比如当其将要与身体组织发生碰撞时发出警报或停止下来,那么这样的工具就可能获得 FDA 的批准。Straface 说:“因为没有把手术考虑进来,这就不算真正的自动化,这就不能算作革新。”


而 Goldenberg说他希望永远不要有完全自动化的手术机器人。“我不是害怕被取代,”他说,“手术是一项需要判断和决策的艺术形式。除了关于如何做手术的决策,还有更大的,事关生死的决策,比如识别当疾病发展到何种程度时手术不会起效。”Goldenberg说:“手术需要机器人不具备的判断、道德和伦理。”


到目前为止,Medrobotics 团队还没有尝试打造能理解道德推理的人工智能机器人。“如果你回到60年代并调查所有的机器人学家,他们普遍认为我们现在应该已经有人形机器人在帮我们做家务了;但实际上我们有的是洗碗机和Roomba。”人类最终实现的往往达不到预期的样子,这已经不是第一次了,但是 Straface 的观点是,尽管最终我们并不可能得到一些爱好者所设想的那种让人惊叹的人形机器外科医生,但是机器人的自动化革命还将继续。


关于

Medrobotics 公司是一家私人持有的,在机器人技术领域有着很强竞争力的外科产品公司。公司的宗旨是为更多的患者提供更好的微创手术,其总部设在马塞诸瑟州的雷纳姆。Medrobotics 制造和销售它的旗舰产品:Flex 机器人系统,这是一个为外科医生提供难以到达的解剖位置视线和定位的机器人辅助系统。




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