(PhysOrg.com) – Результаты исследований, подтверждающих осуществимость, заставляют исследователей полагать, что обычные медицинские процедуры, такие как биопсия груди, будут выполняться в будущем с минимальным руководством человека, с большим удобством и меньшими затратами для пациентов.
Исследователи видят в ближайшем будущем сценарий, при котором женщины смогут пройти комплексное обследование груди без посторонней помощи и при необходимости провести биопсию. Например, женщине сделают маммографию, и если обнаружится что-нибудь подозрительное, робот может направить иглу к месту и взять образец ткани.
Для своих экспериментов инженеры начали с простейшего настольного робота, в «глазах» которого использовалась новая трехмерная ультразвуковая технология, разработанная в Duke. Программа искусственного интеллекта служила «мозгом» робота, принимая трехмерную информацию в реальном времени, обрабатывая ее и давая роботу определенные команды для выполнения.
«Обнаружив« поражение »в моделируемой груди, робот смог вычислить его положение и затем направить биопсию в его точное место», – сказал Нед Лайт, инженер лаборатории Стивена Смита, директора отделения ультразвуковой диагностики Университета Дьюка. Transducer Group и старший член исследовательской группы.
Лайт представил результаты экспериментов Duke, которые проводил студент биомедицинской инженерии Duke А.J. Роджерс на ежегодных научных сессиях Общества инженеров по фотооптическому оборудованию в области медицинской визуализации в Орландо, штат Флорида.
Поскольку исследователи достигли положительных результатов с помощью элементарного робота и базовой программы искусственного интеллекта, они воодушевлены тем, что простые и достаточно безопасные процедуры станут обычным делом в ближайшем будущем по мере совершенствования технологий роботов и искусственного интеллекта.
«Технологии, лежащие в основе роботизированной хирургии, значительно выросли, о чем свидетельствует система роботов Да Винчи, которая широко используется в США.S. больницы », – сказал Смит. «То же самое можно сказать и об искусственном интеллекте, который был неизвестен 20 лет назад, а теперь является стандартом при скрининге образцов патологии.
«Основываясь на результатах, которые мы видели в нашей лаборатории, я уверен, что в течение пяти-десяти лет роботы будут выполнять рутинную биопсию груди», – сказал Смит.
По словам исследователей, достижения в области ультразвуковых технологий сделали эти эксперименты возможными благодаря созданию подробных трехмерных движущихся изображений в режиме реального времени. Команда Duke имеет большой опыт преобразования традиционного 2-D УЗИ, подобного тому, который используется для визуализации младенцев в утробе матери, в более совершенные 3-D сканирование. После изобретения этой техники в 1991 году команда также продемонстрировала ее полезность в разработке специализированных катетеров и эндоскопов для визуализации кровеносных сосудов сердца и мозга в реальном времени.
В последних экспериментах робот успешно выполнил свою основную задачу: направить иглу на конце роботизированной руки, чтобы коснуться крошечного металлического предмета, встроенного в имитацию грудки губки или фантома. Размер крошечных кусочков металла соответствовал микрокальцификации, крошечным отложениям кальция, часто обнаруживаемым в груди.
"В большинстве случаев эти отложения оказываются доброкачественными, но они могут быть предвестником рака », – сказал Лайт. «Если маммография и контрольное УЗИ показывают, что микрокальцификаты подозрительны, возможно, потребуется биопсия."
Робот, в котором использовались последние эксперименты, представляет собой настольную версию, способную перемещаться по трем осям. Для следующей серии испытаний исследователи Duke планируют использовать роботизированную руку с возможностью шести осей. Затем способность нового робота находить и направлять иглу в нужное место будет проверена на грудях индейки, которые примерно соответствуют плотности ткани груди человека.
Предоставлено Duke University