“乌鸦”机器人软件可以在一个高性能图像处理计算机上运行,这种计算机和那些顶级配置的游戏电脑类似。豪指出,可以产生高质量电脑游戏图像的处理器,对于实时医学成像是很理想的。他说,“我们需要强大的处理能力,这是因为超声扫描仪产生数据的传送速度很快。此外,由于超声波图有噪声,所以需要一种复杂的算法来穿过噪声追踪目标。”
在哈佛,豪和他的团队在实验室的机器人上利用一种单一快速的动作,来配合心脏的跳动。当手术仪器到达器官时,周围的控制回路关闭,仪器就会自动移动,与心脏组织的跳动串接。“医生可以命令机器人的动作与心脏的博动相呼应,”他说,“在理想的情况下,这就好像医生是在静止的心脏上做手术。”
海格的小组正在研究手术机器人是否能使得创伤性手术更安全,比如内窥镜鼻窦手术是利用鼻内窥镜治疗鼻息肉和鼻窦炎的方法。这是一种有风险的手术,因为鼻窦靠近至关重要的眼睛和大脑。“当你做这样一个手术时,鼻窦是进入头部中心的干线,大脑组织就在那里,”海格说,“当你进入时,那里有很多&LSquo;地雷’,你需要经过视神经、颈动脉,还有控制面部运动的颅面神经。”
出血和解剖变化会妨碍外科医生的观察,而破坏这些关键的组织结构会导致颅内出血。“乌鸦”系统可能会改进现有的CT导航系统,在医生进行鼻窦手术时,应用的是安装在鼻窦内窥镜端部可以确定3D位置的成像系统。
海格说,5年至10年以后,医学院的学生可能会把“乌鸦”作为一种外科学习的工具。这个系统可以记录专家在缝合、切除以及其他手术操作中的手法,使得该系统可以衡量和比较年轻医生做同样手术时的能力。
罗森和他的同事已经在研制“乌鸦IV”手术机器人系统,这个系统包括四个机械臂和两台相机,这一系统可以让在不同地点工作的外科医生通过互联网进行合作。要不了多久,不同手术室之间的远程控制与合作,将是稀松平常的事情。