Robot realiza la cirugía en tejidos blandos mejor que las manos humanas

Los investigadores han llevado la robótica a un nuevo nivel en el quirófano. Muestran, por primera vez, cómo un robot autónomo supervisado puede realizar cirugía en tejidos blandos en cerdos vivos con mayor eficacia que las manos de un cirujano, o incluso un cirujano asistido por un robot.
Los investigadores dicen que el objetivo del sistema de robot autónomo supervisado no es reemplazar a los cirujanos, sino mejorar los resultados al complementar las habilidades humanas con una mejor visión, destreza e inteligencia artificial.
Crédito de la imagen: Sistema Nacional de Salud Infantil

El equipo, del Instituto Sheikh Zayed para la Innovación Quirúrgica Pediátrica, Sistema Nacional de Salud Infantil, Washington, DC, describe el Robot Autónomo Smart Tissue (STAR) y cómo superó a los cirujanos humanos que operan en tejidos blandos en un Ciencia de medicina traslacional papel.

Probaron STAR contra cirugía manual, laparoscopia (cirugía de ojo de cerradura) y cirugía asistida por robot con el Sistema quirúrgico da Vinci en tejido muerto y también en un procedimiento llamado "anastomosis", que implicaba conectar los bucles tubulares de los intestinos en cerdos vivos.

Los investigadores observan que la "cirugía autónoma supervisada ofrecida por el sistema STAR fue superior" a los otros métodos.

STAR es un robot supervisado que elimina eficazmente las manos del cirujano del procedimiento, y en su lugar, el cirujano supervisa las suturas o costuras planificadas y realizadas de forma autónoma.

El tejido blando es un tejido que conecta, sostiene o rodea los órganos y otras estructuras del cuerpo como tendones, piel, grasa, músculos, nervios, vasos sanguíneos y ligamentos.

Solo en los Estados Unidos, más de 44.5 millones de cirugías de tejidos blandos se realizan cada año; 1 millón de estos son para anastomosis.

'No para reemplazar, sino para complementar a los cirujanos humanos'

En las pruebas de tejidos muertos y vivos, el sistema STAR superó a los otros métodos en una serie de medidas críticas.

Estas medidas incluyen la consistencia del espaciado de la sutura (que ayuda a promover la cicatrización) y la cantidad de presión que el tejido unido puede soportar antes de que se produzca la fuga, un área con una posible complicación significativa en la anastomosis.

Los errores que requieren la extracción de la aguja también fueron mínimos para STAR, y las reducciones en el diámetro del tubo (reducciones del lumen) en las cirugías de STAR también estuvieron dentro del rango aceptable, señalan los investigadores.

Sin embargo, la anastomosis utilizando STAR tomó más tiempo para completarse que un procedimiento manual: 35 minutos en lugar de 8 minutos. Pero los investigadores observan que el robot tardó aproximadamente el mismo tiempo que el promedio de la cirugía de ojo de cerradura, que puede variar de 30 a 90 minutos para la anastomosis, según la complejidad.

La cirugía en los tejidos blandos es una tarea difícil para los robots porque se deforma y se mueve de forma impredecible cuando se toca, lo que requiere que el cirujano realice ajustes constantes. Sin embargo, al reunir herramientas para "suturar, así como imágenes fluorescentes y tridimensionales, detección de fuerza y ??posicionamiento submilimétrico", los investigadores han logrado que su robot supere esta dificultad.

Por ejemplo, el sistema de seguimiento del robot combina la marca fluorescente cercana al infrarrojo (NIRF) con una "cámara plenóptica 3-D" para crear imágenes tridimensionales del tejido objetivo. Esto captura una serie de pequeñas imágenes desde diferentes ángulos, centrándose en puntos seleccionados.

Estas imágenes luego son procesadas por un software especial para permitir un seguimiento preciso y sin inhibiciones de la deformación del tejido durante la cirugía.

Otra pieza de software, un algoritmo inteligente, se combina con el sistema de seguimiento para guiar (y ajustar de forma autónoma en tiempo real) el plan quirúrgico a medida que el tejido se mueve y cambia.

Un video de Ciencia explica cómo funciona el robot.

El autor principal, el Dr. Peter C. W. Kim, cirujano pediatra y vicepresidente del Instituto Sheikh Zayed, dice que la intención no es reemplazar a los cirujanos, sino mejorar los resultados al complementar las habilidades humanas con una mejor visión, destreza e inteligencia artificial.

"Nuestros resultados demuestran el potencial de los robots autónomos para mejorar la eficacia, la coherencia, el resultado funcional y el acceso a las técnicas quirúrgicas".

Dr. Peter C. W. Kim

El equipo ahora planea hacer las herramientas aún más pequeñas y mejorar los sensores para que la tecnología se pueda utilizar más ampliamente. El Dr. Kim dice que esperan que con el socio adecuado, parte o la totalidad de la tecnología estará lista para su uso clínico en los próximos 2 años.

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