La Inteligencia Artificial (IA) vuelve a mostrar su potencial en el campo sanitario. Esta vez lo ha demostrado de la mano de un estudio impulsado por los investigadores de la Universidad Johns Hopkins. Los resultados del mismo han sido publicados en la revista científica Science Robotics.
El avance consiste en que un robot entrenado con videos de cirugías ha logrado extirpar, por primera vez, una vesícula biliar sin ayuda humana. Según indican los investigadores, éste ha operado a un paciente con características reales y, durante la operación, respondió y aprendió de las órdenes de voz del equipo. De hecho, confirman que este es un «avance transformador en la robótica quirúrgica«.
«Este avance nos lleva de robots capaces de ejecutar tareas quirúrgicas específicas a robots que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos», afirmó el especialista en robótica médica Axel Krieger. «Esta es una distinción crucial que nos acerca significativamente a sistemas quirúrgicos autónomos clínicamente viables que puedan funcionar en la compleja e impredecible realidad de la atención al paciente», añadió.
Un robot con la misma arquitectura que ChatGPT
Aterrizando sobre las características del robot SRT-H, con el que se ha logrado el último avance, se puede observar que es capaz de realizar cirugías, adaptándose a las características anatómicas individuales en tiempo real, tomando decisiones sobre la marcha y corrigiéndose a sí mismo cuando las cosas no salen como se esperaba. Cabe mencionar que éste está desarrollado con la misma arquitectura de aprendizaje automático que impulsa ChatGPT, SRT-H, también es interactivo y puede responder a comandos hablados. En este sentido, explican que puede responder a órdenes como «agarra la cabeza de la vesícula» o correcciones como «mueve el brazo izquierdo un poco a la izquierda». De esta forma, el robot aprende de a través de la retroalimentación.
«Este trabajo representa un gran avance con respecto a esfuerzos anteriores, ya que aborda algunas de las barreras fundamentales para la implementación de robots quirúrgicos autónomos en el mundo real», afirmó el autor principal, Ji Woong «Brian» Kim , exinvestigador postdoctoral en Johns Hopkins y actual miembro de la Universidad de Stanford. «Nuestro trabajo demuestra que los modelos de IA pueden ser lo suficientemente fiables para la autonomía quirúrgica, algo que antes parecía lejano, pero que ahora es demostrablemente viable», aseveró.
Pasos previos
Hay que remontarse a enero del año 2022 para conocer cómo el Robot Autónomo de Tejidos Inteligentes de Krieger, STAR, realizó la primera cirugía robótica autónoma en un animal vivo. En concreto, pudo desarrollar con éxito una cirugía laparoscópica en un cerdo. Sin embargo, este robot requería tejido especialmente marcado, operaba en un entorno altamente controlado y seguía un plan quirúrgico rígido y predeterminado.
Al respecto, Krieger confirmó que «era como enseñarle a un robot a conducir por una ruta cuidadosamente trazada», algo que cambia completamente con el nuevo sistema. De hecho, aseveró que «es como enseñar a un robot a navegar por cualquier camino, en cualquier condición, respondiendo inteligentemente a todo lo que encuentre».
Para entrenar a este robot ya el año pasado el equipo de Krieger utilizó el sistema para entrenar a un robot a realizar tres tareas quirúrgicas fundamentales: manipular una aguja, extraer tejido corporal y suturar. Cada tarea tomaba solo unos segundos. No obstante, en el caso del procedimiento de extirpación de la vesícula biliar era mucho más complejo: una serie de 17 tareas que duran unos minutos. Motivo de ello, el robot tenía que identificar ciertos conductos y arterias y sujetarlos con precisión, colocar grapas estratégicamente y cortar partes empleando las tijeras.
Un éxito del 100%
Según confirman, el SRT-H aprendió a realizar la cirugía de vesícula biliar viendo videos de cirujanos de Johns Hopkins realizándola en cadáveres de cerdos. El equipo reforzó el entrenamiento visual con subtítulos que describían las tareas.
Tras ver los videos, el robot realizó la cirugía con una precisión del 100%. «Este trabajo ilustra la promesa de desarrollar sistemas robóticos autónomos de forma modular y progresiva», mencionó Jeff Jopling, cirujano de Johns Hopkins y coautor del estudio. Asimismo, confirmaron que funcionó impecablemente en condiciones anatómicas que no eran uniformes y durante desvíos inesperados, como cuando los investigadores cambiaron la posición inicial del robot y cuando agregaron tintes similares a la sangre que cambiaron la apariencia de la vesícula biliar y los tejidos circundantes.
«Para mí, esto demuestra que es posible realizar procedimientos quirúrgicos complejos de forma autónoma», afirmó Krieger. «Esta es una prueba de concepto de que es posible, y este marco de aprendizaje por imitación puede automatizar un procedimiento tan complejo con un alto grado de robustez», hizo hincapié.
Como futuros pasos, el equipo de investigadores espera poder entrenar y probar el sistema en más tipos de cirugías y ampliar sus capacidades para realizar una cirugía completamente autónoma.
