The Knowledge Frontier

Tiba na afyaChapisho la awaliJaribioDakika 3 za kusoma

ROBOTI YA UPASUAJI INAYOFUATILIA JOTO LA KISU CHAKE YENYEWE

Saratani za mdomo — ulimi, midomo, mashavu — huwapata watu takriban 377,000 kwa mwaka duniani kote na husababisha vifo 178,000, kwa mujibu wa takwimu zilizonukuliwa katika makala. Uvimbe unapokuwa haujasambaa, upasuaji mara nyingi ndio tiba yenye ufanisi zaidi. Kwenye ulimi, hilo kwa kawaida linamaanisha kukata sehemu ya ulimi (partial glossectomy): kuondoa uvimbe pamoja na ukingo wa milimita 5 wa tishu yenye afya kuuzunguka. Ukingo mwembamba mno unahatarisha kuacha seli za saratani nyuma; mpana mno huondoa ulimi wenye afya na hufanya kupona kuwe kugumu zaidi.

Joto, chombo chenye ncha mbili

Mkato kwa kawaida hufanywa kwa upasuaji wa umeme (electrosurgery): chombo hupitisha mkondo wa umeme ndani ya tishu, kuipasha joto ili ijitenganishe kwa urahisi na kuvuja damu kidogo. Kasi ni suala la kusawazisha. Ukienda polepole mno, joto husambaa kwenye tishu yenye afya, huenda likadhuru neva inayoupa ulimi hisia zake. Ukienda haraka mno, tishu hailainiki vya kutosha: hunasa kwenye chombo, hubadilika umbo, na mkato hupotoka kutoka njia yake iliyopangwa.

Madaktari wa upasuaji wenye uzoefu hurekebisha kasi yao wanapotazama. Roboti za upasuaji zinazojiendesha, hadi sasa, hazifanyi hivyo: hukata kwa kasi iliyochaguliwa mapema. Tafiti za awali ziligundua kwamba aina hii ya ukataji wa roboti husababisha uharibifu zaidi wa seli kuliko ukataji kwa mkono.

Kamera juu ya kisu

Naveed Riaziat, Jeremy Brown na wenzao katika Chuo Kikuu cha Johns Hopkins waliendeleza algorithimu yao wenyewe, ThERMO, iliyojaribiwa awali kwenye jeli. Kamera ndogo ya joto imekaa juu ya mkono wa roboti nyuma ya kisu cha umeme. Katika kila fremu, inapima jinsi eneo lililopata joto zaidi ya 60 °C — joto ambalo protini za tishu huvunjika — limepanuka kiasi gani, na ncha ya chombo inasukumwa pembeni kiasi gani. Roboti hukadiria kila mara sifa za tishu na huchagua kasi inayosawazisha vyema hatari mbili: uharibifu wa joto upande mmoja, kunasa upande mwingine. Haihitaji data ya mafunzo wala urekebishaji wa kujaribu-na-kukosea.

Timu iliijaribu kwenye ndimi za nguruwe, ambazo waandishi wanasema zinafanana na ndimi za binadamu. Uvimbe wa kuigwa, uliochorwa kutoka umbo la uvimbe wa mgonjwa halisi, uliwekwa alama kwenye kila ulimi, na roboti ililazimika kukata milimita 5 kuuzunguka. Mbinu tatu zililinganishwa, kila moja kwenye ndimi tatu: kasi ya polepole isiyobadilika ya mm 2/s, iliyotumiwa hadi sasa na roboti yao; kasi ya haraka isiyobadilika ya mm 7/s, iliyopimwa kwa daktari bingwa wa upasuaji; na ThERMO. Mtaalamu wa patholojia alichunguza tishu chini ya hadubini bila kujua ni mbinu ipi iliyotumika.

Ndimi zilionyesha nini

  • Usahihi. Kosa la ukingo — tofauti kati ya upana wa tishu yenye afya iliyoachwa kweli kuuzunguka uvimbe na milimita 5 zilizolengwa — lilikuwa wastani wa mm 0.69 kwa ThERMO, dhidi ya mm 1.68 kwa kasi ya haraka — maboresho ya wazi. Ikilinganishwa na kasi ya polepole (mm 0.98), tofauti haikuwa na umuhimu wa kitakwimu.
  • Uharibifu wa joto. Uharibifu ulienea takriban mikromita 247 kutoka kwenye mkato kwa ThERMO, dhidi ya 515 kwa kasi ya polepole — takriban nusu. Kasi ya haraka (294) haikutofautiana sana na ThERMO.
  • Muda. ThERMO ilichukua sekunde 22 kwa kila mkato, 20% zaidi ya kasi ya haraka lakini haraka sana kuliko ile ya polepole (sekunde 52).
  • Kina. Mkato ulipaswa pia kushuka milimita 5 ndani ya unene wa ulimi, lengo tofauti na ukingo wa pembeni; ThERMO ilikaribia zaidi (mm 4.1). Mikato ya kina zaidi ilisababisha uharibifu wa joto kidogo zaidi.

Kwa hiyo takwimu kuu za makala — uharibifu wa joto hadi 52% pungufu, usahihi hadi 59% bora — zinatoka katika ulinganisho miwili tofauti. Hakuna kasi isiyobadilika iliyofanya vizuri katika pande zote mbili; ThERMO ilifanya vizuri kiasi katika kila upande.

Daktari wa upasuaji wa kichwa na shingo, naye pia bila kujua mbinu, aliipa ThERMO na kasi ya polepole alama 4 kati ya 5 kila moja, na kasi ya haraka alama 2 kati ya 5 kwa sababu ya kingo zake dhaifu. Mikato ya ThERMO ilionekana kuwa ya haraka na huenda isiyodhuru sana, lakini yenye kingo zenye michongoko zaidi, labda kutokana na mabadiliko ya ghafla ya mwelekeo katika mikunjo mikali.

Kutoka ulimi wa nguruwe hadi kwa mgonjwa

Waandishi wako wazi kuhusu umbali uliobaki hadi hospitalini. Ndimi zilikuwa tishu zilizokufa katika joto la chumba, bila mtiririko wa damu na bila uvimbe wa mwili (inflammation); joto hutenda tofauti ndani ya mwili hai. Aina moja tu ya tishu na mikato mitatu kwa kila mbinu ndiyo iliyojaribiwa, na roboti haikulinganishwa na daktari wa upasuaji binadamu. Tofauti na daktari, pia haiinui chombo wala kurudi nyuma kamwe. Tafiti kwenye maiti, kisha kwenye tishu hai, ndizo zingefuata — pamoja na kamera ndogo zaidi za joto zinazoweza kutoshea mahali ambapo upasuaji halisi hufanyika.