蛇形机器人穿过口腔做手术

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

一个蛇形机器人爬进你的嘴里、探入你的喉咙……听起来真可怕!让一个蛇形机器人钻进你身体上的其它孔洞听起来更是吓人!但来自马萨诸塞州雷纳姆的 Medrobotics 公司的 Flex 机器人系统却通过这样做赢得了赞誉;近日,一位头部和颈部外科医生将该机器人送入了他的 19 位病人的喉咙进行手术。「它确实改变了我工作的方式,」宾夕法尼亚州 Hershey 医疗中心耳鼻喉科外科主任 David Goldenberg 说,「这是头部和颈部外科手术的未来。」Goldenberg 告诉 IEEE Spectrum,他的结直肠和妇产科的外科同事也正在计划使用 Flex 进行临床试验。

Flex 去年进入美国市场(前年就已经进入欧洲市场),期间获得监管部门的批准不是一项简单的任务。有趣的是,Medrobotics 高管表示,Medrobotics 公司必须确保该机器人足够「蠢」才能满足美国食品药品监督管理局(FDA)的要求。

「当我们接触 FDA 时,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。他们将其看作是一个危险信号。」Medrobotics CEO Samuel Straface 说,「我们必须证明这样的手术在所有时间都是完全且绝对受控的。如果不是这样的话,我们就还仍然只是一个科研项目。」

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

外科医生和 CEO 的陈述清晰地说明了机器人手术的当前状态。这款新出来的「机器人」为手术赋予了新的能力,但它们实际上只是掌握了完全控制能力的人手中的工具。那是因为 FDA 已经禁止了在手术室内使用任何自动化机器人。

机器人专家可能会将自动化手术机器人看作是一个巨大的研究目标。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能比人类外科医生做得更好了。但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。」

外科医生将 Flex 插入病人的气道,然后插入手术工具

Flex,正如其名,是一种柔性的管状体。外科医生引导它进入病人的嘴并使用操纵杆操作它;Flex 尖端的一个摄像头让外科医生可以看见病人气道中的弯曲和转折并进行导航。因为 Flex 可以进入到其它方式无法触及的区域,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,它就会硬化,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的两个更小的管道将手术仪器插进入。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。

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。」

Flex 上只有一个自动功能被允许存在:一旦该机器人的工作完成之后,它可以自动退回离开病人的身体。这种的独立工作被认为是可以接受的,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,他赶忙补充说 Medrobotics 的每个人对监管者对病人安全的顾虑感到很高兴。将坚硬的机器人插入人们的柔软的身体是存在固有的危险性的,谁也不想一个机器人在气道或消化道里面失控。

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

这种安全命令可能指出了特定类型的机器人自动化研发的方向。如果一种更聪明的手术工具能使手术风险更低,FDA 可能会给它批准。比如,一种硬质刀具可能会具有更多传感能力,能给外科医生带来更多反馈——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。Straface 说:「因为没有把手术考虑进来,这就不算真正的自动化。这就不能腾飞。」

而 Goldenberg 说他希望永远不要有完全自动化的手术机器人。「倒不是说我害怕被取代,」他说,「而是因为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。」

Medrobotics 团队还没尝试打造能理解道德推理的人工智能机器人。但 Straface 认为机器人的自动化革命还将继续,尽管最终我们并不会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。这已经不是第一次人类最终实现的比预期的更少了。「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。」

本文选自:IEEE Spectrum,作者:Eliza Strickland,机器之心编译;

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