El robot autónomo realiza una cirugía laparoscópica de tejidos blandos con una asistencia mínima de un cirujano

¿Qué pasa si su próxima cirugía fue planificada y realizada por un robot? Un equipo de la Universidad Johns Hopkins está trabajando para convertir esta idea en realidad.

El concepto de cirugía asistida por robot no es nuevo: ya se han desarrollado varios sistemas y se están utilizando para tratar pacientes humanos. Un ejemplo es el sistema quirúrgico Da Vinci, un dispositivo laparoscópico con brazos robóticos que son controlados remotamente por un cirujano. Este sistema no es autónomo: el robot no realiza ninguna tarea quirúrgica de forma independiente. Se han desarrollado otros sistemas robóticos con niveles más altos de autonomía, como el Tsolution One ® , que utiliza un robot para cortar con precisión el hueso de acuerdo con un plan especificado. Los sistemas robóticos autónomos existentes se han utilizado en gran medida para ayudar en cirugías que involucran tejidos duros, como la perforación en hueso para implantes de cadera o rodilla. Pero estos sistemas no se han utilizado para cirugías de tejidos blandos, que plantean desafíos únicos, como tener en cuenta los movimientos de tejido impredecibles que ocurren cuando el paciente respira o limitaciones de tamaño de las herramientas quirúrgicas.

Ahora, los investigadores financiados por NIBIB están desarrollando un robot autónomo que puede realizar una cirugía intestinal con una asistencia mínima de un cirujano. Además, el robot superó a los cirujanos expertos en comparación con los modelos preclínicos. Un estudio que detalla el desarrollo de este robot, que muestra la primera cirugía de tejido blando laparoscópica autónomos conocida, se publicó recientemente en Science Robotics .

El robot, llamado Star (para el robot autónomo de los tejidos inteligentes), fue desarrollado por Axel Krieger, Ph.D., y sus colegas en la Universidad Johns Hopkins. Hasta ahora, el robot se ha desarrollado para realizar anastomosis intestinal, donde se cosen dos piezas de intestino delgado para formar una sola sección continua; bajo la supervisión y guía de un cirujano. Krieger explicó cómo el robot realiza el procedimiento: después de que el cirujano expone manualmente los bordes de los tejidos, Star toma imágenes y desarrolla un plan para la colocación de suturas en función de la forma y el grosor del tejido. Una vez que el operador humano aprueba el plan, Star se une independientemente el tejido. Si el tejido se deforma o se mueve más allá de un umbral establecido, Star le pregunta al cirujano si se debe crear un nuevo plan quirúrgico. Este proceso se repite hasta que el robot completa todo el procedimiento.

"Al incorporar nuevas herramientas de sutura, sistemas de imágenes, algoritmos de aprendizaje automático y controles robóticos, el sistema STAR está equipado para superar los desafíos de la cirugía laparoscópica autónoma en tejidos blandos", dijo Krieger. "Star puede visualizar una escena quirúrgica, generar un plan quirúrgico y luego ejecutar esos planes con alta precisión y precisión". Señaló, sin embargo, que Star no está destinada a reemplazar a los cirujanos. "Los robots autónomos, como Star, están diseñados para incorporarse al flujo de trabajo quirúrgico junto con los cirujanos, mejorar el rendimiento de las tareas precisas y repetitivas y, en última instancia, mejorar la consistencia quirúrgica de paciente a paciente".

Para evaluar qué tan bien se desempeñó Star en comparación con los cirujanos expertos, los investigadores utilizaron los tejidos intestinales "fantasmas" como un sistema modelo. El intestino delgado sintético se montó a una etapa lineal que se programó para moverse de un lado a otro, explicó Krieger, que simulaba movimientos de respiración que ocurrirían durante la cirugía. También durante estos experimentos, el tejido fantasma se rotó y deformó al azar, lo que requiere que Star o el cirujano se detuvieran, reagrupen y completen el procedimiento, dijo. Star realizó el procedimiento en los tejidos fantasmas cinco veces, y cuatro cirujanos realizaron el procedimiento de dos maneras diferentes: dos veces usando laparoscopia manual tradicional y dos veces utilizando un sistema asistido por robot diferente.

En comparación con los cirujanos expertos, Star tenía menos errores y era más consistente en el espacio y la profundidad de las suturas. Además, cuando los investigadores fluían líquido viscoso a través de los intestinos fantasmas resecados, descubrieron que el flujo era el más laminar (suave y simplificado) en los tejidos reconstruidos por STAR, lo que indica una anastomosis de mayor calidad que las realizadas por los cirujanos expertos.

Finalmente, el rendimiento de Star se evaluó en un modelo animal grande. La anastomosis intestinal se realizó en cinco cerdos; Para cuatro de los animales, el procedimiento se realizó a través de Star, y para el quinto animal, el procedimiento se realizó a través de la laparoscopia manual tradicional. Similar a los experimentos Phantom, Star cometió menos errores en comparación con el cirujano experto. Además, cuando los investigadores analizaron qué tan bien se habían curado los intestinos resecados siete días después de la cirugía, no hubo diferencia observable en la curación de heridas entre los dos métodos quirúrgicos diferentes.

"Nuestros resultados indican que Star es más consistente y precisa que los cirujanos expertos al realizar tareas de sutura", dijo Krieger. Señaló que sus hallazgos demuestran el potencial de robótica quirúrgica autónoma para democratizar el cuidado quirúrgico; lo que podría conducir a resultados de los pacientes más predecibles y consistentes.

"Si bien muchos pueden sentirse vacilantes por que una máquina realice una tarea especializada que tradicionalmente realiza un humano, los sistemas robóticos tienen el potencial de mejorar los resultados de los pacientes en entornos médicos", dijo Krieger. "Al igual que el público ha adoptado la afluencia gradual de control de crucero, asistencia de carril y características de autoparte en automóviles, lo que eventualmente conducirá a autos autónomos,; creo que veremos una progresión similar en el campo de la robótica médica".