En un hito médico, investigadores de la Universidad de California San Diego (UCSD) completaron con éxito cirugías usando dos robots humanoides teleoperados durante un ensayo preclínico, según un estudio publicado esta semana en la revista Nature.

En una de las operaciones, un equipo formado por un robot humanoide y un cirujano humano que actuaba como asistente extirpó con éxito una vesícula biliar. Un segundo procedimiento exitoso lo realizaron dos humanoides trabajando codo a codo, en un equipo robot-robot. Ambos se practicaron en grandes mamíferos no primates.

El experimento de prueba de concepto es un primer paso hacia introducir humanoides en el pabellón, señalaron los investigadores. Estos robots podrían primero asistir durante los procedimientos y, más adelante, realizar cirugías mediante teleoperación.

¿Por qué usar humanoides y no un robot dedicado?

"Los robots humanoides operados a distancia y autónomos tienen potencial real para ampliar el acceso a cirugías críticas que de otro modo los pacientes no tendrían. Esto puede ayudar a enfrentar la crisis de salud no solo en Estados Unidos, sino también en todo el mundo", dijo Michael Yip, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica y de Computación de UC San Diego y uno de los autores principales del artículo.

A diferencia de plataformas dedicadas como el sistema da Vinci de Intuitive Surgical o el brazo robótico Mako de Stryker, los investigadores se concentraron en la tesis de que los robots humanoides son versátiles y podrían ejecutar una amplia gama de procedimientos y tareas generales. Los líderes del mercado ya probaron que los sistemas robóticos tienen un lugar en el pabellón; ahora la pregunta es si un humanoide también puede apoyar los procedimientos quirúrgicos.

"El procedimiento que llevamos a cabo se llama colecistectomía", explicó Yip. "Es una de las cirugías generales más comunes, donde se extrae la vesícula. Es frecuente, pero también difícil de hacer porque se necesitan instrumentos con destreza". Según contó a The Robot Report, se trata de herramientas con muñecas en el extremo con las que hay que hacer disecciones finas y remover partes del órgano, lo que la convierte en la prueba con la que se entrena a todo cirujano general y en una buena métrica para evaluar el desempeño.

Los humanoides podrían mejorar el acceso a la cirugía

Los robots quirúrgicos dedicados son grandes, pesados y suelen instalarse en un único pabellón, lo que limita el acceso y la programación, señalaron los investigadores. Un humanoide podría ser lo bastante versátil como para ejecutar un rango más amplio de tareas y apoyar algunas funciones que ocurren detrás del cirujano.

Construir pabellones especializados para sistemas robóticos o reunir grandes equipos para operar un equipo especializado puede resultar prohibitivamente caro en muchos entornos, dijo Yip.

"Un procedimiento realizado por un robot humanoide teleoperado es tan preciso como uno hecho con un sistema robótico quirúrgico teleoperado", afirmó Shanglei Liu, profesor asistente de cirugía en la Escuela de Medicina de UCSD y uno de los autores principales, quien teleoperó el robot durante el estudio. "Es una fracción del costo y ocupa una fracción del espacio en un pabellón. Es fácil de desplegar en cualquier lugar, desde zonas rurales hasta el campo de batalla, e incluso el espacio".

¿Qué problemas quedan por resolver?

Varios desafíos de la teleoperación siguen pendientes. Los humanoides debieron recalibrarse varias veces durante la cirugía y, como resultado, los procedimientos tomaron mucho más tiempo que con los sistemas quirúrgicos especializados. Pero esto también era común en las etapas tempranas de esos sistemas y probablemente mejorará con el tiempo, dijo Liu. La primera cirugía laparoscópica robótica tomó seis horas; hoy toma 30 minutos.

Sobre el desempeño de los robots, Yip explicó que el modelo G1, por su pequeña estatura, mueve poco los brazos. "Cuando haces cirugía con herramientas manuales, resulta que necesitas mucho rango. Tienes que estirarte sobre el cuerpo del paciente, sobre todo si trabajas codo a codo con la persona", dijo. El otro límite, agregó, es que un humanoide es una plataforma potencialmente buena para muchas cosas, pero experta en ninguna: no será tan preciso como un da Vinci diseñado para ese procedimiento, aunque fue lo bastante exacto para completar toda la operación.

La latencia, el retardo entre que el cirujano mueve el control y el robot responde, se está reduciendo mientras el equipo explora operaciones a mayor distancia hacia comunidades remotas. Los investigadores también ven otro rol para los humanoides: como pueden caminar y hacer casi cualquier tarea física humana, podrían buscar instrumentos para los cirujanos y limpiar el pabellón tras un procedimiento.

"Uno de nuestros objetivos es desarrollar el asistente quirúrgico autónomo", dijo Yip. "Muchas comunidades luchan con dotaciones insuficientes en el equipo quirúrgico, lo que significa que hay pacientes que no reciben tratamiento. Nuestra meta es un pabellón del futuro donde humanoides y humanos trabajen codo a codo como un equipo integrado, tanto en hospitales tradicionales como en escenarios de medicina de campo".

De cara al futuro, Yip apuntó al valor de traer décadas de conocimiento en autonomía quirúrgica, como la sutura autónoma o el servo visual, a plataformas que abstraen el hardware: la idea es que un procedimiento autónomo diseñado para el da Vinci pueda, casi como copiar y pegar, funcionar también en un robot humanoide. Los investigadores subrayaron que el trabajo no habría sido posible sin la estrecha colaboración entre ingenieros y cirujanos, y sin el Centro para el Futuro de la Cirugía de UC San Diego.