Primeras cirugías con robots humanoides teleoperados

Por primera vez en la historia, dos robots humanoides teleoperados han sido utilizados para realizar dos cirugías durante un ensayo preclínico. Este logro es el resultado de una colaboración entre un equipo de ingenieros y cirujanos de la Universidad de California en San Diego (UC San Diego).

En una de las intervenciones, un equipo humano-robot, compuesto por un robot humanoide y un cirujano humano que actuó como asistente, llevó a cabo con éxito una colecistectomía (extirpación de la vesícula biliar). En la segunda cirugía, dos robots humanoides trabajaron codo con codo como equipo robot-robot. Ambos procedimientos se realizaron en grandes mamíferos no primates.

Este estudio de prueba de concepto representa un primer paso hacia la introducción de robots humanoides en el quirófano, destacaron los investigadores. Estos robots podrían, en una primera etapa, asistir durante los procedimientos y, más adelante, realizar cirugías mientras son teleoperados por cirujanos humanos.

Michael Yip, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación de la UC San Diego y uno de los autores principales del estudio, señaló que existe una escasez de cirujanos, en paralelo con el aumento de las necesidades de los pacientes. Esto genera listas de espera más largas, menor acceso a la atención y mayores disparidades en la salud.

"Los robots humanoides operados de forma remota y autónoma tienen un potencial real para ampliar el acceso a cirugías críticas a las que, de otro modo, los pacientes no tendrían acceso. Esto puede ayudar a abordar la crisis sanitaria en todo el mundo", explicó Yip.

A diferencia de los sistemas robóticos quirúrgicos especializados, que solo pueden realizar una función específica, los robots humanoides son versátiles y podrían utilizarse para llevar a cabo una amplia gama de procedimientos y tareas generales. Además, estos robots son más fáciles de desplegar en áreas remotas y otros entornos desafiantes, donde la versatilidad es clave.

Yip, quien también es miembro de la Escuela de Ingeniería Jacobs de la UC San Diego, añadió: "Este estudio demuestra que los robots humanoides tienen un futuro viable en el campo de la cirugía. Podemos imaginar que estos robots se desplieguen en comunidades remotas donde el personal es limitado, o en entornos austeros como escenarios de búsqueda y rescate, donde se necesita un despliegue masivo de medicina de campo en un corto período de tiempo".

Uno de los principales problemas en la atención médica que podrían resolver los robots humanoides es el acceso. Los sistemas de cirugía especializados suelen estar equipados con tres o cuatro brazos robóticos, herramientas especializadas y software propietario. Estos sistemas pesan aproximadamente 816 kilogramos, requieren un equipo numeroso para su instalación y ocupan un espacio significativo en los quirófanos, que generalmente deben ser reformados para acomodarlos.

En contraste, los robots humanoides son móviles y más compactos. Los robots utilizados en este estudio, apodados Surgie, miden 1,5 metros de altura y pesan 27 kilogramos. Estos robots, relativamente ligeros y compactos, son especialmente útiles en áreas remotas y con recursos limitados. Construir quirófanos especializados para sistemas robóticos quirúrgicos o encontrar equipos grandes para operar un equipo especializado sería prohibitivamente costoso en estos entornos.

A diferencia de un sistema quirúrgico tradicional, los robots humanoides se integran perfectamente en el quirófano. Aunque los investigadores tuvieron que desarrollar adaptadores para permitir que Surgie sujetara herramientas quirúrgicas tradicionales, controlar robots humanoides también resulta más natural, especialmente para aquellos que no están entrenados en sistemas especializados.

Shanglei Liu, MD, profesora asistente de cirugía en la Escuela de Medicina de la UC San Diego y una de las autoras principales del estudio, quien teleoperó el robot durante la investigación, afirmó que un procedimiento realizado por un robot humanoide teleoperado es tan preciso como uno realizado con un sistema robótico quirúrgico especializado.

"Es una fracción del costo y ocupa una fracción del espacio en un quirófano. Por lo tanto, es fácil de desplegar, desde áreas rurales hasta el campo de batalla e incluso en el espacio", dijo Liu, quien también está afiliada al Departamento de Bioingeniería Shu Chien-Gene Lay.

Aún quedan varios desafíos por resolver en la teleoperación. Durante las cirugías, los robots tuvieron que ser recalibrados varias veces, lo que hizo que los procedimientos duraran mucho más que con los sistemas robóticos quirúrgicos especializados existentes. Sin embargo, esto también fue común en los primeros sistemas robóticos especializados y probablemente mejorará con el tiempo, según Liu. La primera cirugía laparoscópica robótica duró seis horas; ahora toma 30 minutos.

La latencia, es decir, el retraso entre el movimiento del controlador por parte del cirujano y el movimiento del robot, es otro aspecto que se está mejorando a medida que el equipo explora operaciones a mayor distancia en comunidades remotas.

Los investigadores también ven un papel diferente para Surgie. Dado que puede caminar y realizar la mayoría de las tareas físicas que un humano puede hacer, podría buscar herramientas para los cirujanos e incluso limpiar un quirófano después de un procedimiento.

"Uno de nuestros objetivos es desarrollar el asistente quirúrgico autónomo", dijo Yip. "Muchas comunidades luchan con una dotación de personal adecuada en el equipo quirúrgico, lo que significa que los pacientes no están recibiendo tratamiento. Nuestro objetivo es un quirófano del futuro, donde robots humanoides y humanos trabajen codo con codo como un equipo integrado para ofrecer procedimientos a quienes los necesitan, tanto en entornos hospitalarios tradicionales como en escenarios de medicina de campo no tradicionales".

Los investigadores enfatizaron que este trabajo no habría sido posible sin una estrecha colaboración entre ingenieros y cirujanos, y el papel del Centro para el Futuro de la Cirugía de la UC San Diego. Este logro refleja el poder de unir a ingenieros e innovadores cirujanos para resolver problemas clínicos significativos en un laboratorio de entrenamiento e investigación de clase mundial. Estos entornos conectan la innovación en ingeniería y la experiencia clínica, permitiendo que las ideas transformadoras se desarrollen, prueben y refinen de manera rigurosa.