Ingenieros construyen un robot para operar sin necesidad de un médico

“Es como el aparcamiento asistido de un coche”, dijo Axel Krieger, profesor adjunto de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Whiting de Hopkins. “Realiza el procedimiento de forma autónoma”.

Este tipo de sutura se realiza más de un millón de veces al año en cirugías de todo el país, dijo Krieger, parte de un equipo que desarrolla el robot y autor principal de un artículo reciente que describe la tecnología en Science Robotics.

El objetivo es desarrollar en los próximos años un robot que haga más consistente el intrincado y delicado trabajo de sutura. Pasar por alto un punto o hacerlo de forma torpe podría causar una complicación catastrófica para un paciente. El procedimiento robótico también es menos invasivo, ya que se realiza por laparoscopia, a través de pequeños orificios en la piel en lugar de una gran abertura.

Los ingenieros de Hopkins esperan que el robot sea más barato que la tecnología robótica existente y más portátil. Quieren desarrollar una versión móvil que, con el tiempo, pueda utilizarse en una ambulancia o sobre el terreno para casos de emergencia, como la sutura de una arteria importante para detener una hemorragia.

El robot supondría un avance en la tecnología que se utiliza actualmente en los quirófanos. La Administración de Alimentos y Medicamentos de EE.UU. los denomina dispositivos quirúrgicos asistidos por robot.

El más conocido es el robot da Vinci, aprobado por el gobierno federal para su uso en cirugía laparoscópica general en el año 2000. El dispositivo tiene una consola en la que el cirujano puede ver una imagen en 3D y mover varios brazos con instrumentos quirúrgicos, convirtiéndose esencialmente en una extensión del médico.

“El dispositivo no es realmente un robot porque no puede realizar la cirugía sin control humano directo”, dice la FDA.

El robot da Vinci se utiliza ahora habitualmente en la extirpación de la vesícula biliar, las histerectomías y las extirpaciones de próstata, ya que funciona mejor en “tareas complejas en áreas confinadas”, según la FDA.

Otras máquinas robóticas ayudaban en la cirugía antes de que se desarrollara da Vinci, pero requerían incisiones mucho más grandes.

El nuevo robot que están desarrollando los ingenieros de Hopkins junto con colaboradores del Hospital Nacional Infantil de Washington, D.C., conocido como Smart Tissue Autonomous Robot, o STAR, es diferente. Tiene monitores de ordenador que ofrecen una vista en 3D, pero no tiene un joystick ni otros controles.

El STAR está dirigido por un programa informático muy avanzado y adaptable sobre la marcha. El algoritmo “ve” y “siente” a través de cámaras que crean imágenes en 3D con láseres y sensores que detectan la presión de la respiración, las hemorragias y los tejidos blandos.

El robot completa aproximadamente un punto de sutura por minuto, un ritmo conservador ligeramente más lento que el de un cirujano humano. Las pruebas realizadas hasta ahora han demostrado una mayor consistencia que los humanos.

Ese ha sido un problema con la tecnología robótica que ahora está en los quirófanos. La tecnología actual asistida por robots es mejor en algunas tareas quirúrgicas que en otras. Y los resultados no siempre suponen una mejora aunque las cosas parezcan ir bien.

Estas máquinas también aumentan considerablemente el gasto de la cirugía, ya que el coste de los equipos asciende a millones, aunque parte de esa cantidad puede compensarse con estancias hospitalarias más cortas y menos complicaciones. Pero muchos hospitales pequeños y los de regiones menos ricas u otros países no pueden permitirse el gasto inicial.

Jin Kang, otro desarrollador de STAR y profesor del departamento de ingeniería eléctrica e informática de Hopkins, dijo que el STAR requiere menos maquinaria y sería más barato, aunque el coste final no está determinado.

Se diseñó con la aportación de los cirujanos, que a menudo optan por la tecnología porque puede ayudarles a soportar los rigores de su trabajo. Las largas horas de cirugía tradicional pueden hacer que las manos humanas se muevan y se fatiguen.

Dijo que los cirujanos y el resto del personal quirúrgico seguirían realizando procedimientos, como la extirpación de tejido enfermo, antes de pasar a STAR, y permanecerían en la sala en caso de emergencia mientras el robot reconectaba intestinos u otros vasos.

“Los médicos no serán sustituidos”, dijo Kang.

El Dr. Michael Awad, director del Programa Integral de Robótica del Hospital Barnes-Jewish de San Luis, no participó en el desarrollo de STAR, pero ha seguido el trabajo de Hopkins. Hizo su residencia quirúrgica enHospital Johns Hopkins y se formó allí en la primera generación del robot da Vinci.

Awad dijo que aún es pronto, pero cree que los robots autónomos son inevitables en el quirófano y el trabajo de los investigadores del Hopkins podría ser un gran paso adelante.

Queda por ver cuánto tardan el público -y los cirujanos- en aceptar esta tecnología, dijo.

Lo ve como los coches autónomos. La gente está dispuesta a adoptar la tecnología de ayuda al aparcamiento a la que se refirió Krieger y otras tecnologías para evitar que la gente se desvíe hacia otros carriles. Los coches totalmente autodirigidos también acabarán demostrando que son dignos de confianza.

“Mientras que la conducción es algo muy importante y puede provocar lesiones o la muerte, creo que la gente es aún más tímida cuando se trata de una operación en el cuerpo humano”, dijo. “Hay muchas más variables que hacen que la tarea sea más desafiante en sí misma. Hay un listón más alto que saltar”.

Awad, que también es director del Instituto de Educación Quirúrgica de la Universidad de Washington, dijo que el uso de los equipos robóticos existentes requiere mucha formación. Los médicos tienen que aprender a utilizar otros sentidos, como los ojos en las pantallas de los ordenadores, en lugar del tacto del tejido humano, cuando utilizan la tecnología.

Dijo que las máquinas son especialmente útiles para llegar a puntos estrechos y sensibles del cuerpo, como el esófago, detrás de la caja torácica y cerca del corazón. Un robot autónomo podría mejorar lo que los médicos pueden hacer por los pacientes.

También es posible que los robots autónomos necesiten menos formación en el quirófano. Pero eso no significa que los cirujanos no tengan que saber cómo realizar los mismos procedimientos, dijo Awad.

“Si un humano tiene que intervenir, tiene que saber cómo hacerlo”, dijo. “Pero cualquier cosa que pueda disminuir la curva de aprendizaje será bienvenida”.

Un documento de posición del Colegio Americano de Cirujanos afirma que los cirujanos deben recibir “una formación adecuada y evaluar sus habilidades” antes de utilizar cualquier tecnología nueva. El grupo también reclama una evaluación para establecer el valor y la seguridad de la tecnología antes de su adopción generalizada.

El equipo del Hopkins tiene previsto seguir perfeccionando el robot y evaluar lo que podría hacer más allá de conectar dos extremos de un vaso sanguíneo, un intestino u otros canales, lo que se denomina anastomosis.

El trabajo sobre el robot ha contado con el apoyo del Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería. El siguiente paso es buscar un socio comercial para llevar la tecnología a través del proceso de desarrollo y la aprobación de los reguladores federales para comenzar a probar el robot en humanos.

“Realmente queremos superar los límites”, dijo Krieger.