El robot autónomo de los tejidos inteligentes realiza una cirugía laparoscópica en tejido blando de cerdo sin ayuda humana

Un robot ha realizado cirugía laparoscópica en el tejido blando de un cerdo sin la mano guía de un humano, un paso significativo en la robótica hacia la cirugía totalmente automatizada en los humanos. Diseñado por un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins, el robot autónomo de los tejidos inteligentes (STAR) se describe hoy en Science Robotics .

El robot se destacó en la anastomosis intestinal, un procedimiento que requiere un alto nivel de movimiento repetitivo y precisión. Conectar dos extremos de un intestino es posiblemente el paso más desafiante en la cirugía gastrointestinal, lo que requiere que un cirujano sute con alta precisión y consistencia. Incluso el más leve temblor manual o la puntada fuera de lugar puede provocar una fuga que podría tener complicaciones catastróficas para el paciente.

Trabajando con colaboradores en el Hospital Nacional Children en Washington, DC y Jin Kang, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Johns Hopkins, Krieger ayudó a crear el robot, un sistema guiado por la visión diseñado específicamente para suturar los tejidos blandos. Su iteración actual avanza un modelo de 2016 que reparó con precisión los intestinos de un cerdo, pero requirió una gran incisión para acceder al intestino y más orientación de los humanos.

El equipo equipó a la estrella con nuevas características para una autonomía mejorada y una precisión quirúrgica mejorada, incluidas herramientas de sutura especializadas y sistemas de imágenes de última generación que proporcionan visualizaciones más precisas del campo quirúrgico.

La cirugía de tejidos blandos es especialmente difícil para los robots debido a su imprevisibilidad, lo que los obliga a poder adaptarse rápidamente para manejar obstáculos inesperados, dijo Krieger. La estrella tiene un nuevo sistema de control que puede ajustar el plan quirúrgico en tiempo real, tal como lo haría un cirujano humano.

"Lo que hace que la estrella sea especial es que es el primer sistema robótico en planificar, adaptar y ejecutar un plan quirúrgico en tejidos blandos con una intervención humana mínima", dijo Krieger.

Un endoscopio tridimensional basado en luz estructural y un algoritmo de seguimiento basado en el aprendizaje automático desarrollado por Kang y sus estudiantes Guides Star. "Creemos que un sistema avanzado de visión mecánica tridimensional es esencial para hacer que los robots quirúrgicos inteligentes sean más inteligentes y seguros", dijo Kang.

A medida que el campo de la medicina avanza hacia enfoques más laparoscópicos para las cirugías, será importante tener un sistema robótico automatizado diseñado para tales procedimientos para ayudar, dijo Krieger.

"La anastomosis robótica es una forma de garantizar que las tareas quirúrgicas que requieren alta precisión y repetibilidad se puedan realizar con más precisión y precisión en cada paciente independiente de la habilidad del cirujano", dijo Krieger. "Presumimos que esto dará como resultado un enfoque quirúrgico democratizado para la atención al paciente con resultados de pacientes más predecibles y consistentes".