Autonome robot anastomose is een uitdagende taak. Het vereist ingewikkelde beeldvorming, weefseltracering en chirurgische planningstechnieken, en moet nauwkeurig kunnen worden uitgevoerd via aanpasbare controlestrategieën, vaak in ongestructureerde en vervormbare omgevingen. Het laparoscopisch uitvoeren van een anastomose is nog uitdagend omdat hoge wendbaarheid en herhaalbaarheid noodzakelijk zijn onder bewegings- en zichtbeperkingen. Daarnaast is het verbinden van twee losse stukken darm op zichzelf al een bijzonder risicovolle operatie omdat een klein lek in de darmen tot ernstige complicaties kan leiden.1

Robot getraind voor darmanastomose

De STAR is uitgerust met een 3D-scanner zodat hij alle verschillende structuren en texturen in het lichaam herkent.1 Het is de opvolger van een robot welke in 2016, onder menselijke begeleiding, al in staat was om een darmoperatie bij een varken te uit te voeren. Hierbij was nog een grote incisie benodigd.2 Nu betreft het een kijkoperatie en moet de robot zelfstandig werken. Operaties aan weke delen zijn vooral moeilijk voor robots omdat zich onverwachte problemen kunnen voordoen die een snelle aanpassing vereisen. STAR heeft een besturingssysteem waarvan het algoritme met behulp van machine learning is getraind. Hierdoor kan hij het operatieplan wanneer nodig direct aanpassen.1

De onderzoekers geven aan dat de STAR het eerste robotsysteem is die een operatieplan in zacht weefsel plant, aanpast en uitvoert met minimale menselijke tussenkomst.1

Operaties bij varkens

Het onderzoek bestond uit in-vitro (fantoomvarken) en in-vivo kijkoperaties waarbij twee stukken dunne darm moesten worden verbonden. Bij de in-vitro operaties werden de kwaliteitscriteria beoordeeld van het ontwikkelde autonome systeem, maar ook van deskundige chirurgen (handmatig uitgevoerde kijkoperatie) en van robot-geassisteerde operaties (RAS). Toen bleek dat STAR voldeed aan de kwaliteitscriteria kon hij worden ingezet om laparoscopische dunne darmanastomosen uit te voeren bij vier Yorkshire varkens. Ter controle vond bij een vijfde varken de ingreep handmatig plaats.1

In een video wordt meer informatie gegeven over de anastomose en kan ook de werkelijke operatie op het varken worden bekeken.3

Robot presteert beter

Gegevens van het fantoommodel gaven aan dat het autonome systeem betere prestaties afleverde dan de chirurgen en RAS, in termen van consistentie en nauwkeurigheid. Dit werd ook gerepliceerd in het in-vivo model. Een week na de operatie werden de geopereerde weefsels onderzocht. De resultaten van de robot waren vergelijkbaar met die van menselijke chirurgen.1

Relevantie van het onderzoek

Het onderzoek toont aan dat chirurgische robots met een hoge mate van autonomie het potentieel hebben om de consistentie, de resultaten voor de patiënt en de toegang tot een standaard chirurgische techniek te verbeteren.1

Referenties

  1. Saeidi H, et al. Sci Robot. 2022; https://doi.org/10.1126/scirobotics.abj2908
  2. Shademan A, et al. Sci Transl Med. 2016; https://doi.org/10.1126/scitranslmed.aad9398
  3. Eurekalert van 26 januari. Verkregen via https://www.eurekalert.org/multimedia/815287, op 10-03-2022