Скальпели со встроенными датчиками могут упростить обучение хирургов и проложить путь к процедурам, выполняемым роботизированными устройствами, предполагает исследование, опубликованное в журнале Communications Engineering.

Исследователи, изучавшие данные, полученные скальпелем во время испытаний, сообщают, что его датчики могут точно отслеживать, какую силу пользователи прикладывают во время хирургических процедур и как они управляют устройством с течением времени.

Анализ данных датчиков показал, что технология может оценивать этот ключевой навык так же эффективно, как и традиционные методы оценки, которые предполагают визуальную оценку опытными специалистами.

Дальнейшее развитие может привести к тому, что технология, оснащенная недавно разработанной системой определения силы, будет использоваться для оценки широкого спектра хирургических навыков и помощи в создании роботизированных устройств, которые смогут выполнять процедуры безопасно и эффективно, говорит команда.

Сенсорное устройство

Недорогое устройство, разработанное исследователями Школы информатики, состоит из скальпеля, соединенного с печатной платой с датчиками, установленной внутри его ручки. Исследовательская группа разработала модель машинного обучения , которая анализирует данные, полученные при приложении силы пользователями скальпеля.

Хотя уровень приложенной силы, как известно, важен в хирургии, до сих пор существовало мало инструментов, способных измерить его в реальных условиях. По словам команды, эти типы измерений никогда не использовались при традиционной оценке хирургических навыков.

Хирургическая процедура

Исследователи протестировали новую технологию, наблюдая за 12 студентами-медиками и двумя хирургами, выполнявшими процедуру, известную как эллиптический разрез.

Процедура, которая включает в себя выполнение двух изогнутых надрезов на коже, используется для удаления родинок и кожных легионов, таких как меланома. Испытания проводились на синтетическом материале из желатина и силикона, имитирующем свойства человеческой кожи.

Оценка навыков

Анализ данных навыков каждого участника сравнивался с оценками невооруженным глазом, сделанными четырьмя экспертами-хирургами — двумя нейробиологами и двумя пластическими хирургами.

Результаты в целом совпали с оценкой хирургических экспертов способностей каждого пользователя, что позволяет предположить, что этот тип технологии может помочь упростить процесс оценки хирургических навыков.

По словам команды, возникли некоторые расхождения, отчасти потому, что нейробиологи и пластические хирурги используют разные инструменты и методы работы с тканями.

«Мы рады разработать эту новую систему, которая использует комбинацию реальных сенсорных технологий и методов машинного обучения для количественной оценки хирургических навыков. Эта система позволит разработать новые системы для оценки навыков и обучения и однажды может привести к созданию автоматизированных хирургических устройств, которые могут помочь хирургическим бригадам», — говорит профессор Рам Рамамурти.