Un robot ha realizado una cirugía laparoscópica en el tejido blando de un cerdo sin la mano guía de un humano, un paso significativo en la robótica hacia la cirugía totalmente automatizada en humanos. Diseñado por un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins, el Smart Tissue AutonomousRobot STAR se describe hoy en Ciencia Robótica.
"Nuestros hallazgos muestran que podemos automatizar una de las tareas más complejas y delicadas de la cirugía: la reconexión de dos extremos de un intestino. El STAR realizó el procedimiento en cuatro animales y produjo resultados significativamente mejores que los humanos que realizaron el mismo procedimiento”, dijo el autor principal Axel Krieger, profesor asistente de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Whiting de Johns Hopkins.
El robot se destacó en la anastomosis intestinal, un procedimiento que requiere un alto nivel de precisión y movimiento repetitivo. La conexión de dos extremos de un intestino es posiblemente el paso más desafiante en la cirugía gastrointestinal, que requiere que un cirujano suture con alta precisión y consistencia. Inclusoel menor temblor de la mano o el punto mal colocado pueden provocar una fuga que podría tener complicaciones catastróficas para el paciente.
Trabajando con colaboradores en el Children's National Hospital en Washington, DC y Jin Kang, profesor de ingeniería eléctrica e informática de Johns Hopkins, Krieger ayudó a crear el robot, un sistema guiado por visión diseñado específicamente para suturar tejido blando. Su iteración actual avanzaun modelo de 2016 que reparó los intestinos de un cerdo con precisión, pero requirió una gran incisión para acceder al intestino y más orientación de los humanos.
El equipo equipó al STAR con nuevas funciones para mejorar la autonomía y la precisión quirúrgica, incluidas herramientas de sutura especializadas y sistemas de imágenes de última generación que brindan visualizaciones más precisas del campo quirúrgico.
La cirugía de tejidos blandos es especialmente difícil para los robots debido a su imprevisibilidad, lo que los obliga a adaptarse rápidamente para manejar obstáculos inesperados, dijo Krieger. El STAR tiene un sistema de control novedoso que puede ajustar el plan quirúrgico en tiempo real, solocomo lo haría un cirujano humano.
"Lo que hace que STAR sea especial es que es el primer sistema robótico que planifica, adapta y ejecuta un plan quirúrgico en tejido blando con una intervención humana mínima", dijo Krieger.
Un endoscopio tridimensional basado en luz estructural y un algoritmo de seguimiento basado en aprendizaje automático desarrollado por Kang y sus estudiantes guía a STAR. "Creemos que un sistema de visión artificial tridimensional avanzado es esencial para hacer que los robots quirúrgicos inteligentes sean más inteligentes y seguros".Kang dijo.
A medida que el campo de la medicina avanza hacia enfoques más laparoscópicos para las cirugías, será importante contar con un sistema robótico automatizado diseñado para tales procedimientos que ayude, dijo Krieger.
"La anastomosis robótica es una forma de garantizar que las tareas quirúrgicas que requieren alta precisión y repetibilidad se puedan realizar con más exactitud y precisión en cada paciente, independientemente de la habilidad del cirujano", dijo Krieger. "Presumimos que esto resultará en una cirugía democratizadaenfoque de atención al paciente con resultados más predecibles y consistentes para el paciente".
El equipo de Johns Hopkins también incluyó a Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei y Simon Leonard. Michael H. Hsieh, director de Urología Transicional del Children's National Hospital, también contribuyó a la investigación.
El trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería de los Institutos Nacionales de Salud con los números de adjudicación 1R01EB020610 y R21EB024707.
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins. Original escrito por Catherine Graham. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
