Robot realiza cirugía de tejidos blandos con mínima ayuda humana

El concepto de cirugía asistida por robot no es nuevo, y ya se han desarrollado varios sistemas y se están utilizando para tratar pacientes humanos. Los sistemas robóticos autónomos existentes se han utilizado en gran medida para ayudar en cirugías que involucran tejidos duros, como perforar huesos 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 impredecibles de los tejidos que se producen cuando el paciente respira o las limitaciones de tamaño de las herramientas quirúrgicas. Ahora, los investigadores han desarrollado un robot autónomo que puede realizar una cirugía intestinal con la asistencia mínima de un cirujano. Además, el robot superó a los cirujanos expertos cuando se comparó cara a cara en modelos preclínicos.

El robot, llamado STAR (siglas en inglés para Robot Autónomo de Tejido Inteligente), ha sido desarrollado por científicos de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, MD, EUA). Hasta el momento, el robot se ha desarrollado para realizar anastomosis intestinales, donde se cosen dos piezas de intestino delgado para formar una sola sección continua, bajo la supervisión y guía de un cirujano. Después de que el cirujano expone manualmente los bordes del tejido, STAR toma imágenes y desarrolla un plan para la colocación de suturas según la forma y el grosor del tejido. Una vez que el operador humano aprueba el plan, STAR une el tejido de forma independiente. 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.

Para evaluar el desempeño de STAR en comparación con cirujanos expertos, los investigadores utilizaron tejidos intestinales "fantasmas" como sistema modelo. El intestino delgado sintético se montó en un escenario lineal que se programó para moverse hacia adelante y hacia atrás, lo que simulaba los movimientos de respiración que ocurrirían durante la cirugía. Además, durante estos experimentos, el tejido fantasma se rotó y deformó al azar, lo que requirió que STAR o el cirujano hicieran una pausa, se reagruparan y completaran el procedimiento. STAR realizó el procedimiento en tejidos fantasma cinco veces, y cuatro cirujanos realizaron el procedimiento de dos maneras diferentes: dos veces con laparoscopia manual tradicional y dos veces con un sistema asistido por robot diferente. En comparación con los cirujanos expertos, STAR cometió menos errores y fue más uniforme en cuanto al espacio y la profundidad de las suturas. Además, cuando los investigadores hicieron fluir líquido viscoso a través de los intestinos fantasma resecados, encontraron que el flujo era el más laminar (suave y aerodinámico) en los tejidos reconstruidos por STAR, lo que indica una anastomosis de mayor calidad que las realizadas por los cirujanos expertos.

Finalmente, se evaluó el desempeño de STAR en un modelo animal grande. Se realizó anastomosis intestinal en cinco cerdos; para cuatro de los animales, el procedimiento se realizó mediante STAR, y para el quinto animal, el procedimiento se realizó mediante laparoscopia manual tradicional. Al igual que en los experimentos fantasma, STAR cometió menos errores en comparación con el cirujano experto. Además, cuando los investigadores analizaron qué tan bien habían sanado los intestinos resecados siete días después de la cirugía, no hubo diferencias observables en la cicatrización de heridas entre los dos métodos quirúrgicos diferentes. Sus hallazgos demuestran el potencial de la robótica quirúrgica autónoma para democratizar la atención quirúrgica, lo que podría conducir a resultados más predecibles y consistentes para los pacientes.

“Nuestros resultados indican que STAR es más consistente y preciso que los cirujanos expertos al realizar tareas de sutura”, dijo Axel Krieger, Ph.D., de la Universidad Johns Hopkins, quien desarrolló el robot autónomo. “Si bien muchos pueden dudar en tener una máquina que realice una tarea especializada que tradicionalmente realiza un ser humano, los sistemas robóticos tienen el potencial de mejorar los resultados de los pacientes en entornos médicos. Al igual que el público ha adoptado la afluencia gradual del control de crucero, la asistencia de carril y las funciones de estacionamiento automático en los automóviles, lo que eventualmente conducirá a los autos sin conductor, creo que veremos una progresión similar en el campo de la robótica médica”.

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Universidad Johns Hopkins