Robot realiza una extirpación de vesícula sin intervención humana

Un trabajo dirigido por investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos), con financiación federal, ha logrado que un robot entrenado previamente con vídeos de cirugías realice una larga fase de extirpación de vesícula biliar sin intervención humana.

Por primera vez, el robot llevó a cabo una cirugía en un paciente con características reales. Durante el procedimiento, respondió a las indicaciones de voz del equipo y aprendió de ellas, similar a un cirujano principiante bajo la guía de un mentor.

Estos resultados han sido publicados en la revista 'Science Robotics'. El robot funcionó sin problemas durante las pruebas y con la experiencia de un cirujano humano experto, incluso durante situaciones inesperadas típicas de las emergencias médicas de la vida real. 

Este estudio representa un avance significativo en la robótica quirúrgica, permitiendo que los robots combinen su precisión mecánica con una capacidad de adaptación y comprensión similares a las humanas.

"Este avance nos lleva de robots capaces de realizar tareas quirúrgicas específicas a robots que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos", advierte el especialista en robótica médica Axel Krieger.

"Esta es una distinción crucial que nos acerca significativamente a sistemas quirúrgicos autónomos clínicamente viables que puedan funcionar en la compleja e impredecible realidad de la atención al paciente", añade.

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En 2022, el Robot Autónomo de Tejidos Inteligentes de Krieger, STAR, realizó la primera cirugía robótica autónoma en un animal vivo: una cirugía laparoscópica en un cerdo. Sin embargo, este robot requería tejido especialmente marcado, operaba en un entorno altamente controlado y seguía un plan quirúrgico rígido y predeterminado.

Krieger asegura que era como enseñarle a un robot a conducir por una ruta cuidadosamente trazada.

Pero su nuevo sistema, comenta, "es como enseñar a un robot a navegar por cualquier camino, en cualquier condición, respondiendo inteligentemente a todo lo que encuentra.

El robot quirúrgico Transformer-Hierarchy, SRT-H, realmente realiza cirugías, adaptándose a las características anatómicas individuales en tiempo real, tomando decisiones sobre la marcha y corrigiéndose a sí mismo cuando las cosas no salen como se esperaba.

Construido con la misma arquitectura de aprendizaje automático que impulsa ChatGPT, SRT-H también es interactivo y puede responder a comandos hablados ("agarra la cabeza de la vesícula") y correcciones ("mueve el brazo izquierdo un poco a la izquierda"). El robot aprende de esta retroalimentación.

"Este trabajo representa un gran avance con respecto a esfuerzos anteriores, ya que aborda algunas de las barreras fundamentales para la implementación de robots quirúrgicos autónomos en el mundo real", asegura el autor principal, Ji Woong "Brian" Kim, exinvestigador postdoctoral en Johns Hopkins y actual miembro de la Universidad de Stanford (Estados Unidos).

"Nuestro trabajo demuestra que los modelos de IA pueden ser lo suficientemente fiables para la autonomía quirúrgica, algo que antes parecía lejano, pero que ahora es demostrablemente viable", añade.

El año pasado, el equipo de Krieger utilizó el sistema para entrenar a un robot a realizar tres tareas quirúrgicas fundamentales: manipular una aguja, extraer tejido corporal y suturar. Cada tarea tomaba solo unos segundos. El procedimiento de extirpación de la vesícula biliar es mucho más complejo: una serie de 17 tareas que duran unos minutos.

El robot tenía que identificar ciertos conductos y arterias y sujetarlos con precisión, colocar grapas estratégicamente y cortar partes con tijeras.

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El SRT-H aprendió a realizar la cirugía de vesícula biliar viendo vídeos de cirujanos de Johns Hopkins realizándolos en cadáveres de cerdos. El equipo reforzó el entrenamiento visual con subtítulos que describían las tareas.

Tras ver los videos, el robot realizó la cirugía con una precisión del 100%. Aunque el robot tardó más tiempo en realizar el trabajo que un cirujano humano, los resultados fueron comparables a los de un cirujano experto.

"Así como los residentes de cirugía a menudo dominan diferentes partes de una operación a distintos ritmos, este trabajo ilustra la promesa de desarrollar sistemas robóticos autónomos de una manera igualmente modular y progresiva", declara el cirujano Jeff Jopling de Johns Hopkins, coautor.

 El robot funcionó impecablemente en condiciones anatómicas que no eran uniformes y durante desvíos inesperados, como cuando los investigadores cambiaron la posición inicial del robot y cuando agregaron tintes similares a la sangre que cambiaron la apariencia de la vesícula biliar y los tejidos circundantes.

 A continuación, al equipo le gustaría entrenar y probar el sistema en más tipos de cirugías y ampliar sus capacidades para realizar una cirugía completamente autónoma.

Con información de Europa Press