Telecirurgia remota em humanos

Desde o início da cirurgia robótica, pioneiros e pesquisadores sonham em realizar cirurgias a grandes distâncias. Na última metade do século XX, a NASA e os militares dos EUA começaram a pesquisar o desenvolvimento de novas tecnologias para que os cirurgiões consigam atuar longe de ambientes de guerra.¹

Avanços iniciais nos sistemas de teleoperação deram lugar ao robô PUMA 200 para biópsias cerebrais guiadas por tomografia computadorizada em 1985.² O avanço novamente continuou e com ele surgiu o sistema robótico ZEUS, que foi aprovado para cirurgia geral em 1998.² Por fim, em 2000, lançou-se o Sistema Cirúrgico da Vinci (Intuitive Surgical, Sunnyvale, CA).²

Os avanços na tecnologia abriram caminho para a inclusão da telemedicina na cirurgia. Esses avanços começaram com a telepresença, onde o local remoto de operação é apresentado naturalmente, resultando em uma sensação de presença.³ A pesquisa continuou a demonstrar a eficácia da teletutoria, na qual um cirurgião experiente guia um residente através de um procedimento usando tecnologia de telecomunicações.⁴

Finalmente, em comparação com a telepresença e a teletutoria, a telecirurgia remota é onde um cirurgião líder opera em um paciente localizado remotamente. Embora existam os elementos fundamentais de hardware necessários para a telecirurgia remota, esse campo clínico da cirurgia remota continua ainda no início do desenvolvimento. Por isso, Barba et al. (2022) revisaram as principais aplicações publicadas envolvendo telecirurgia remota em humanos.

A revisão sistemática de toda a literatura disponível em inglês foi realizada para avaliar experiências clínicas com telecirurgia remota em humanos. PubMed, EMbase, Inspec & Compendex e Web of Science foram consultados, em 2 de agosto de 2021, em busca de artigos contendo as palavras-chave: telecirurgia (telecirurgia), telecirurgia remota (telecirurgia remota), cirurgia à distância (cirurgia a longa distância) e telerrobótica (telerobótica).

Os seguintes critérios de inclusão foram usados ​​para selecionar os artigos:

(1) os sujeitos dos casos deveriam ser humanos (pacientes vivos ou cadáveres);
(2) o cirurgião e o paciente deveriam estar em locais diferentes, separados por mais de 1 quilômetro;
(3) aquele médico externo seria o cirurgião principal do caso; e
(4) o artigo tinha que relatar explicitamente o uso de uma técnica de telerrobótica remota.

Os critérios de exclusão foram:

(1) artigos que continham exclusivamente experimentos com animais; e
(2) artigos focados em telepresença ou teletutoria.

Nenhuma revisão sistemática ou metanálise foi incluída no estudo. Os títulos e resumos dos artigos foram revisados ​​quanto à relevância com base nos critérios de inclusão. As referências de cada artigo foram verificadas para localizar estudos relevantes e identificar artigos considerados elegíveis, e os manuscritos em texto completo foram revisados. Dois autores revisaram independentemente cada artigo em cada etapa, e as discordâncias foram resolvidas por discussão mútua.

A busca inicial no banco de dados retornou 2.339 artigos após a remoção de duplicatas. Dois revisores identificaram independentemente 24 artigos que potencialmente atenderam aos critérios de inclusão, que foram então pesquisados ​​por meio do texto completo.

Desses, dezesseis artigos foram excluídos por falta de conteúdo original, foco em procedimentos experimentais ou proximidade do cirurgião principal com o local do paciente. Os pesquisadores consideraram oito artigos qualificados para inclusão na revisão sistemática, abrangendo de 2001 a 2020.

O primeiro artigo foi em 2001, quando Bauer e colaboradores descreveram um procedimento de acesso renal em que o cirurgião estava em Baltimore, Maryland, enquanto o paciente estava a mais de 7.000 quilômetros de distância em Roma, Itália.⁵ Usando um robô de acesso percutâneo do rim (PAKY), conectado a uma linha simples de sistema telefônico, eles conseguiram realizar o procedimento com sucesso em menos de 20 minutos. A latência do sinal não foi medida ou relatada.

Marescaux et al., (2022) relataram a primeira colecistectomia laparoscópica transatlântica assistida roboticamente, em um caso conhecido como “Operação Lindberg”.⁶ O cirurgião e o sistema cirúrgico robótico (ZEUS, Computer Motion, Califórnia) foram conectados através de uma rede de fibra óptica terrestre de alta velocidade (France Telecom/Equant). Esse foi o procedimento cirúrgico mais longo publicado, com aproximadamente 14.000 km de distância, e eles relataram um atraso total de 155 ms. O procedimento foi concluído em 54 min, sem complicações.

Anvari e colaboradores (2005) exploraram o papel da cirurgia telerrobótica remota em 21 casos realizados entre a McMaster University, em Hamilton, Ontário, e o North Bay General Hospital, no norte de Ontário, Canadá.⁷ Os cirurgiões realizaram essas operações laparoscópicas entre fevereiro e dezembro de 2003, usando o sistema de microarticulação ZEUS TS (Computer Motion, Califórnia), conectado a uma internet de rede privada virtual. O atraso de ida e volta variou de 135 a 140 ms, e não houve complicações intraoperatórias maiores.

Posteriormente, Anvari relatou 22 casos adicionais realizados na mesma rede entre a McMaster University e o Northern Ontario General Hospital. O atraso de tempo relatado variou de 135 a 150 ms, mas notou-se que a latência acima de 200 ms exigiu que o cirurgião diminuísse a velocidade para evitar a sobrecarga da rede.⁸

Uma cirurgia cardiológica telerrobótica de longa distância foi descrita por Tian e colaboradores (2020). O grupo relatou cinco intervenções arteriais coronárias percutâneas assistidas por telerobótica realizadas em uma distância de 32 km.¹¹ Utilizando um sistema robótico CorPath GRX (Corindus Robotics, Waltham, MA, EUA), os procedimentos foram realizados sem intercorrências, com tempo de atraso observado de 53 ms.

Os dois últimos artigos incluídos na revisão envolveram uma conexão usando redes 5G. Tian et al. (2020) foram conectadas a uma rede 5G (China Telecom and Huawei Technologies Co, Ltd.) e não relataram atraso na rede ou eventos adversos intraoperatórios.¹¹ Acemoglu e colaboradores (2020) realizaram um procedimento microcirúrgico a laser em um cadáver usando um novo robô cirúrgico conectado à Rede de Acesso de Rádio 5G. A 15 km de distância, esses autores relataram uma latência máxima de ida e volta de 280 ms.¹³

A cirurgia remota telerrobótica, embora pioneira há mais de duas décadas, ainda está em sua infância.

Preocupações com segurança, custo e latência limitaram seu o crescimento e a busca da telecirurgia remota. Revisões anteriores avaliaram o status da cirurgia robótica, sua adoção em todas as especialidades cirúrgicas e seu uso potencial em ambientes cirúrgicos remotos, mas nenhuma se concentrou em aplicações puramente clínicas.^3,13 Incluindo três manuscritos publicados desde essas revisões contemporâneas, Barba e colaboradores (2022) encontraram apenas 8 artigos revisados ​​por pares relatando um total de 73 casos de cirurgia telerrobótica.

Várias plataformas robóticas foram utilizadas para telecirurgia humana, no entanto, a maioria utilizou a Zeus. Por mais onipresente que da Vinci esteja atualmente, nenhum estudo relatou seu emprego para telecirurgia humana remota.

Diversos métodos de comunicação de sinal foram utilizados, e a tendência recente é utilizar uma rede 5G. Esforços descrevendo métodos técnicos após a histórica Operação Lindberg foram valiosos,¹⁴ mas ainda existe uma necessidade de estudos que descrevam, otimizem e padronizem métodos modernos de comunicação. Curiosamente, a maior latência de sinal (280 ms) na revisão foi relatada ao usar uma rede 5G a mais de 15 km de distância.

A rede 5G é um conjunto complexo de transações de dados entre dispositivos locais e provedores de serviços de telecomunicações nacionais. Em última análise, a taxa de transferência e a latência dependerão da parte mais fraca da cadeia de transações entre o site local e o remoto. Como o 5G é um protocolo de transmissão de dados de curto alcance, a infraestrutura para realizar uma rede 5G completa em uma grande área geográfica é enorme e, portanto, realizar uma rede de qualquer distância significativa rodando apenas em 5G seria irrealista; os provedores invariavelmente forçariam as rotas de tráfego através de infraestruturas mais antigas.

Além disso, os provedores de serviços tenham total controle da alocação da largura de banda e, embora os níveis de prioridade sejam normalmente atribuídos para as dividir para todo o tráfego (ou seja, redes militares têm alta prioridade enquanto redes residenciais são de baixa prioridade), essas prioridades são negociadas pelo governo e cada provedor de telecomunicações, e um compromisso semelhante para as prioridades da telemedicina implicaria uma pressão nacional significativa sobre as empresas de telecomunicações. Enquanto isso, pode-se imaginar simplesmente não ter um fluxo tão consistentemente estável, resultando em latências maiores e variabilidade dessas latências.

Está bem estabelecido que a latência causa prejuízo significativo no desempenho da tarefa, mas não há consenso sobre o que é uma quantidade segura ou aceitável de latência de sinal para cirurgias telerrobóticas remotas. Há mais erros e tarefas demoram mais quando os cirurgiões trabalham em condições de atraso.^15,20 Latências abaixo de 200 ms podem ser ideais,²¹ mas a deterioração foi relatada em 135 ms,²² e mesmo com atrasos tão pequenos quanto 50 ms.^23,24

Embora a telecirurgia robótica bem-sucedida com latência de 450 a 900 ms tenha sido relatada,¹⁷ cirurgia com latência superior a 700 ms pode não ser viável.^21,25 Além do trabalho em modelos básicos de tarefas cirúrgicas,²⁰ há a necessidade de analisar o desempenho com tarefas de cirurgia robótica mais clinicamente relevantes com atraso de tempo. Infelizmente, a latência não é bem caracterizada na literatura de telecirurgia pré-clínica e clínica.

Estudos futuros devem reconhecer que a latência do sinal não é estática e muda durante o curso de um procedimento. A maioria das publicações de telecirurgia mede apenas a latência média do sinal. A variação, ou o grau de flutuação do tempo de atraso, não é mencionada nos estudos, nem seu impacto em uma cirurgia.

Em 2003, Butner e Ghodoussi enfatizaram que "uma vez que a vida humana esteja em jogo, questões relacionadas à segurança, detecção de erros e operação à prova de falhas são de grande importância" na telecirurgia robótica.¹⁴ A segurança está diretamente relacionada a problemas de latência de sinal, que os autores acreditam ser a principal barreira para o crescimento da telecirurgia remota.

Foi demonstrado que o feedback tátil, a exibição preditiva de realidade aumentada²⁷ e o escalonamento de movimento compensatório²⁰ melhoram o desempenho cirúrgico em modelos experimentais, mas há uma escassez de trabalhos destinados a combater a latência do sinal. Até o momento, não há estudos clínicos de cirurgia telerrobótica remota testando intervenções potencialmente seguras.

Existem várias outras barreiras importantes para a telecirurgia remota que merecem consideração cuidadosa, mas estão fora do escopo deste artigo. Isso inclui coisas como desafios com localização e mapeamento e otimização da transmissão de sinal. O processo de aprovação para tecnologias de telecirurgia robótica também precisa ser definido, pois este é um campo novo.

Trabalhos futuros em telecirurgia remota são necessários para entender melhor os parâmetros de latência e projetar e testar tecnologias destinadas a garantir a segurança. Além dessa referência obrigatória de segurança, há muito trabalho a ser feito no treinamento de cirurgiões e equipes, gestão de custos e valores, mitigação de riscos e espaços médico-legais.

Métodos transparentes e honestos devem ser seguidos ao abordar estudos de telecirurgia remota. Existem algumas diretrizes estabelecidas pela Society of American Gastrointestinal and Endoscopic Surgeons (SAGES), que aconselham que a cirurgia telerrobótica seja realizada sob estrita supervisão do Institutional Review Board, com design cuidadoso e metodologia.²⁸

Os autores esperam que este resumo da experiência atual da telecirurgia clínica e a discussão das principais limitações e considerações técnicas acrescentem impulso a esse excitante campo de pesquisa. Milhões de futuros pacientes se beneficiarão das capacidades expandidas da cirurgia robótica.

A cirurgia telerrobótica remota é um procedimento muito esperado, mas ainda incipiente. Existem relatórios demonstrando essa tecnologia em uso, com resultados animadores. No entanto, nenhum dos trabalhos, até o momento, apresentou esforços para combater a latência do sinal, e a segurança forte continua sendo uma referência crítica e ainda não testada.

Uma abordagem discreta para futuros estudos em cirurgia robótica remota é necessária para realizar seu potencial e abordar adequadamente as questões existentes sobre segurança e viabilidade. Estudos de alta qualidade que levam em consideração essas limitações podem avançar na prática cirúrgica robótica e têm implicações de longo alcance abrangendo várias especialidades cirúrgicas.

Comentário e resumo objetivo: Dr. Rodolfo D. Altrudi