Los robots tienen una presencia creciente en las salas de operaciones a lo largo y ancho de EE.UU. a medida que los cirujanos abrazan la tecnología que les ayuda a eliminar órganos dañados o tejido canceroso. Estos sistemas han mejorado mucho en los últimos años, pero todavía se necesitan cirujanos para guiar sus instrumentos y tomar decisiones críticas. Dejar a un robot a que por sí solo corte y cosa tejidos delicados dentro de un cuerpo humano sería una tarea enormemente compleja que requiere de escaneo avanzado, sensores y tecnologías de inteligencia artificial –por no mencionar mucha más aceptación por parte de la comunidad médica y reguladores federales–.

Pero esos obstáculos no han detenido a los científicos del Instituto Sheikh Zayed del Centro Médico Nacional Infantil (CNMC) quienes desarrollaron un sistema robótico que exitosamente ha suturado y reconectado porciones de intestino de cerdo en un animal vivo con poca o ninguna intervención humana, según un informe de Science Translational Medicine del 4 de mayo.

Cirugías de tejido blando como esta, que se denominan anastomosis intestinales, son especialmente difíciles para los sistemas robóticos porque el tejido cambia de forma y se mueve durante los procedimientos. El Robot Autónomo de Tejido Inteligente (STAR, por sus siglas en inglés) de CNMC –aunque aún no completamente autónomo–, está diseñado para compensar esto mediante el uso de un sistema de imágenes en 3-D y fluorescentes, un sensor de fuerza y ​​un algoritmo pre-programado para determinar la tensión, la ubicación y el tipo apropiado de suturas.

En el experimento con el cerdo los investigadores colocaron marcadores, fluorescentes bajo luz infrarroja, en el tejido intestinal. El sistema de escaneo de STAR monitorizó sus posiciones al milímetro durante la cirugía. El ordenador del robot desarrolló y adaptó su estrategia para suturar –una combinación de nudos y puntadas– a medida que recibía información del sistema de imagen. Los investigadores habían programado el sistema con datos sobre las prácticas de sutura ideales incluyendo espaciamiento y tensión, que podían ser consultadas completamente para evitar fugas.

Para probar el rendimiento de STAR los investigadores reclutaron a cirujanos para realizar el mismo procedimiento en intestinos de cerdo utilizando otros tres métodos: suturas cosidas a mano, laparoscopia y el sistema quirúrgico de un robot asistido Da Vinci, aprobado por la Administración de Alimentos y Fármacos estadounidense en el año 2000. Según los investigadores, STAR superó a estas otras técnicas en términos de espaciamiento ideal entre suturas –y esto permitió al intestino reparado con STAR soportar casi el doble de presión antes de tener fugas, en comparación con los intestinos suturados manualmente–.

Hubo, por supuesto, varias advertencias del éxito de STAR. El sistema del robot realmente solo funcionó de manera autónoma el 60 por ciento del experimento, con los investigadores haciendo ajustes menores al equipo mientras el robot funcionaba. La sutura intestinal podría haberse llevado a cabo sin intervención humana, Peter Kim, profesor de cirugía y líder del Instituto Zayed Sheikh, insistió en una conferencia de prensa –pero "éramos como padres con un niño pequeño que estaba a punto de andar". STAR también sutura más lentamente que sus homólogos humanos, a pesar de que Kim y sus colegas Axel Krieger y Ryan Decker dijeron que podría ser programado para trabajar más rápido. Reconocieron en la conferencia que su experimento era principalmente una prueba de concepto, diseñado para determinar que un robot podría realizar una cirugía en concreto a solas bajo condiciones específicas.

La idea no es sustituir a los cirujanos, dijeron los investigadores, sino añadir la inteligencia de la máquina para mejorar los procedimientos quirúrgicos. "Cada vez que se tiene una fuga anastomótica significativa, como [en] sus fugas intestinales, el riesgo de morir por ello aumenta de tres a 10 veces", dijo Kim. "Así que si tiene una tecnología que potencialmente pueda mitigar o reducir eso, creo que tiene un valor muy claro".

La capacidad de STAR para trabajar sin intervención humana, aunque limitada, hace que sea diferente a cualquier otra opción robótica disponible para cirujanos. Hasta ahora, el sistema de Cirugía Intuitiva Inc. Da Vinci es la única plataforma de cirugía robótica de propósito general con aprobación de la FDA. Desde el 2000 Da Vinci ha ayudado a cirujanos a realizar una serie de procedimientos laparoscópicos de tejidos blandos, incluyendo histerectomías, extracción de la vesícula biliar y de riñón, tratamiento de cáncer de próstata y operaciones de las válvulas del corazón. La clave para la aceptación de Da Vinci hasta el momento ha sido el papel activo del cirujano, quien controla los cuatro brazos del robot mientras está sentado en una consola de diseño ergonómico y con la ayuda de una cámara de alta definición en 3-D. A pesar de su precio de casi dos millones de dólares, la popularidad de Da Vinci ha crecido a un ritmo constante. En 2012 los médicos utilizaron el sistema para llevar a cabo más de 350.000 cirugías en los hospitales estadounidenses, un aumento del 60 por ciento desde 2010. Sobre la base de su éxito, se espera que las ventas de sistemas robóticos quirúrgicos aumenten de $ 3.300 millones en 2014 a cerca de $ 6.400 millones en 2020, según un informe que Allied Market Research publicó en enero.

El trabajo de CNMC es un "gran avance técnico" debido a su integración de diversas tecnologías, rigurosos ensayos con animales y la calidad de las suturas, dice Blake Hannaford, quien no estuvo involucrado en la operación del cerdo y es director del Laboratorio de biorobótica de la Universidad de Washington y cofundador de Applied Dexterity, una nueva compañía que desarrolla un sistema de cirugía robótica de código abierto llamado RAVEN. Hannaford, sin embargo, apunta a las limitaciones de STAR y cuestiona si esta tecnología tendrá mucho valor para los cirujanos a corto plazo. "Si bien en un sentido técnico la sutura semiautónoma es un 'gran desafío' de la robótica quirúrgica, clínicamente muchas de las suturas intestinales y anastomosis se realizan por [cirujanos que utilizan] grapadoras, que pueden hacer todo el asunto en cuestión de segundos", dice.

El éxito de los robots de quirófano autónomos quedará en última instancia en manos de los cirujanos y sus pacientes, dice T. Sloane Guy, director de Cirugía Robótica Cardiaca en el Departamento de Cirugía Cardiotorácica de Weill Cornell Medical College. Guy, que ha utilizado a Da Vinci para realizar cirugías cardiacas en los últimos años, dice que los pacientes con frecuencia expresan preocupación acerca de cuánto control ceden los cirujanos a los sistemas robóticos.

"Estoy encantado de oír que se está haciendo este tipo de investigación", dice Guy sobre el último experimento de CNMC, pero añade que este trabajo es uno de los varios escalones que podrían llevar a los sistemas quirúrgicos robóticos a ser plenamente autónomos. "Parte de mi trabajo como médico es llevar tecnología a los pacientes que sea beneficiosa para ellos, así como educarlos con respecto a las ventajas y las limitaciones de la tecnología. Como médico, tengo que estar convencido al 100 por ciento de que puedo confiar en una tecnología dada y que no es una especie de truco".