తన కత్తి వేడిని తానే గమనించే శస్త్రచికిత్స రోబో

పరిశోధనా పత్రంలో ఉటంకించిన గణాంకాల ప్రకారం, నోటి క్యాన్సర్లు — నాలుక, పెదవులు, బుగ్గలు — ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఏటా సుమారు 3,77,000 మందికి వస్తాయి, 1,78,000 మరణాలకు కారణమవుతాయి. కణితి వ్యాపించకపోతే, శస్త్రచికిత్సే తరచుగా అత్యంత ప్రభావవంతమైన చికిత్స. నాలుకపై అంటే సాధారణంగా పాక్షిక జిహ్వాఛేదనం (partial glossectomy): కణితిని దాని చుట్టూ ఉన్న ఆరోగ్యకరమైన కణజాలపు 5 మిల్లీమీటర్ల అంచుతో కలిపి తొలగించడం. అంచు మరీ సన్నగా ఉంటే క్యాన్సర్ కణాలు మిగిలిపోయే ప్రమాదం ఉంది; మరీ వెడల్పుగా ఉంటే ఆరోగ్యకరమైన నాలుక కూడా తొలగిపోయి కోలుకోవడం కష్టమవుతుంది.

వేడి, రెండంచుల సాధనం

కోత సాధారణంగా విద్యుత్-శస్త్రచికిత్స (electrosurgery) తో చేస్తారు: ఒక పరికరం కణజాలంలోకి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపి దాన్ని వేడిచేస్తుంది, దాంతో అది సులభంగా విడిపోతుంది, రక్తస్రావం తక్కువగా ఉంటుంది. వేగం ఒక సమతుల్య విన్యాసం. మరీ నెమ్మదిగా కదిలితే వేడి ఆరోగ్యకరమైన కణజాలంలోకి వ్యాపిస్తుంది, నాలుకకు స్పర్శ జ్ఞానాన్ని ఇచ్చే నాడికి హాని కలగవచ్చు. మరీ వేగంగా కదిలితే కణజాలం తగినంత మెత్తబడదు: అది పరికరానికి చిక్కుకుని, ఆకారం మారి, కోత ప్రణాళిక వేసిన దారి నుంచి తప్పుతుంది.

అనుభవజ్ఞులైన శస్త్రవైద్యులు గమనిస్తూనే తమ వేగాన్ని సర్దుబాటు చేసుకుంటారు. స్వయంచాలక శస్త్రచికిత్స రోబోలు ఇప్పటివరకు అలా చేయవు: అవి ముందుగానే ఎంచుకున్న వేగంతో కోస్తాయి. ఈ రకమైన రోబోటిక్ కోత చేతితో కోయడం కంటే ఎక్కువ కణ నష్టం కలిగిస్తుందని మునుపటి అధ్యయనాలు కనుగొన్నాయి.

కత్తిపై ఒక కెమెరా

జాన్స్ హాప్‌కిన్స్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన నవీద్ రియాజియత్ (Naveed Riaziat), జెరెమీ బ్రౌన్ (Jeremy Brown), సహచరులు, మునుపు జెల్‌లపై పరీక్షించిన తమ సొంత అల్గారిథం ThERMOను మరింత అభివృద్ధి చేశారు. ఒక చిన్న థర్మల్ కెమెరా విద్యుత్ కత్తి వెనుక రోబో చేతిపై ఉంటుంది. ప్రతి ఫ్రేమ్‌లో, కణజాల ప్రోటీన్లు విచ్ఛిన్నమయ్యే ఉష్ణోగ్రత అయిన 60 °C కంటే ఎక్కువగా వేడెక్కిన ప్రాంతం ఎంత వెడల్పు అయిందో, పరికరపు కొన ఎంతగా పక్కకు నెట్టబడుతోందో అది కొలుస్తుంది. రోబో నిరంతరం కణజాల లక్షణాలను అంచనా వేస్తూ, రెండు ప్రమాదాల మధ్య — ఒకవైపు వేడి నష్టం, మరోవైపు చిక్కుకోవడం — ఉత్తమ సమతుల్యతను సాధించే వేగాన్ని ఎంచుకుంటుంది. దానికి శిక్షణ డేటా గానీ, ప్రయత్న-దోష సర్దుబాటు గానీ అవసరం లేదు.

బృందం దీన్ని పంది నాలుకలపై పరీక్షించింది, అవి మానవ నాలుకలను పోలి ఉంటాయని రచయితలు చెబుతారు. ఒక నిజమైన రోగి కణితి రూపురేఖ నుంచి గీసిన ఒక వర్చువల్ కణితిని ప్రతి నాలుకపై గుర్తించారు, రోబో దాని చుట్టూ 5 మిల్లీమీటర్లు కోయాలి. మూడు పద్ధతులను, ఒక్కొక్కటి మూడు నాలుకలపై పోల్చారు: ఇప్పటివరకు వారి రోబో వాడిన 2 మి.మీ./సె. నెమ్మదైన స్థిర వేగం; ఒక నిపుణుడైన శస్త్రవైద్యునిపై కొలిచిన 7 మి.మీ./సె. వేగవంతమైన స్థిర వేగం; ThERMO. ఒక రోగనిర్ధారణ నిపుణుడు (pathologist) ఏ పద్ధతి వాడారో తెలియకుండా సూక్ష్మదర్శిని కింద కణజాలాన్ని పరిశీలించారు.

నాలుకలు చూపించింది

• ఖచ్చితత్వం. అంచు లోపం — అంటే కణితి చుట్టూ నిజంగా మిగిలిన ఆరోగ్యకరమైన కణజాలపు వెడల్పుకు, లక్ష్యంగా పెట్టుకున్న 5 మిల్లీమీటర్లకు మధ్య తేడా — ThERMOకు సగటున 0.69 మి.మీ., వేగవంతమైన వేగానికి 1.68 మి.మీ. — స్పష్టమైన మెరుగుదల. నెమ్మది వేగంతో (0.98 మి.మీ.) పోలిస్తే, తేడా గణాంకపరంగా ముఖ్యమైనది కాదు.
• వేడి నష్టం. ThERMOతో నష్టం కోత నుంచి సుమారు 247 మైక్రోమీటర్లు వ్యాపించింది, నెమ్మది వేగానికి 515 — సుమారు సగం. వేగవంతమైన వేగం (294) ThERMO నుంచి గణనీయంగా భిన్నంగా లేదు.
• సమయం. ThERMOకు ఒక్కో కోతకు 22 సెకన్లు పట్టాయి, వేగవంతమైన వేగం కంటే 20% ఎక్కువ, కానీ నెమ్మది వేగం (52 సెకన్లు) కంటే చాలా త్వరగా.
• లోతు. కోత నాలుక మందంలోకి కూడా 5 మిల్లీమీటర్లు దిగాల్సి ఉండింది — ఇది పక్కల అంచు కంటే వేరైన ఆదేశం; ThERMO అత్యంత దగ్గరగా వచ్చింది (4.1 మి.మీ.). లోతైన కోతలు కొంచెం ఎక్కువ వేడి నష్టాన్ని కలిగించాయి.

కాబట్టి పరిశోధనా పత్రపు ముఖ్య గణాంకాలు — 52% వరకు తక్కువ వేడి నష్టం, 59% వరకు మెరుగైన ఖచ్చితత్వం — రెండు వేర్వేరు పోలికల నుంచి వచ్చాయి. ఏ స్థిర వేగమూ రెండు విషయాల్లోనూ బాగా రాణించలేదు; ThERMO ప్రతి విషయంలోనూ తగినంత బాగా రాణించింది.

ఒక తల-మెడ శస్త్రవైద్యుడు, ఆయనకు కూడా పద్ధతి తెలియకుండా, ThERMOకు, నెమ్మది వేగానికి రెండింటికీ 5కి 4 మార్కులు ఇచ్చారు, వేగవంతమైన వేగానికి దాని బలహీనమైన అంచుల కారణంగా 5కి 2. ThERMO కోతలు త్వరితమైనవిగా, బహుశా తక్కువ హాని కలిగించేవిగా అంచనా వేశారు, కానీ వాటి అంచులు ఎక్కువ గరుకుగా ఉన్నాయి, బహుశా బిగుతైన వంపుల్లో దిశ ఆకస్మికంగా మారడం వల్ల.

పంది నాలుక నుంచి రోగి వరకు

వైద్యశాల వరకు ఉన్న దూరం గురించి రచయితలు స్పష్టంగా ఉన్నారు. నాలుకలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న నిర్జీవ కణజాలం, వాటిలో రక్త ప్రవాహం గానీ, వాపు (inflammation) గానీ లేవు; సజీవ శరీరంలో వేడి భిన్నంగా ప్రవర్తిస్తుంది. ఒకే రకమైన కణజాలాన్ని, ప్రతి పద్ధతికి మూడు కోతలను మాత్రమే పరీక్షించారు, రోబోను మానవ శస్త్రవైద్యునితో పోల్చలేదు. శస్త్రవైద్యునిలా కాకుండా, అది ఎప్పుడూ పరికరాన్ని పైకి ఎత్తదు, వెనక్కి జరగదు. తర్వాత శవాలపై, ఆ తర్వాత సజీవ కణజాలంపై అధ్యయనాలు జరుగుతాయి — దానితో పాటు నిజమైన శస్త్రచికిత్సలు జరిగే చోట ఇమిడిపోయే చిన్న థర్మల్ కెమెరాలు కూడా.