Un robot con IA y entrenado con vídeos de cirugías, opera una vesícula biliar sin ayuda humana

MARYLAND- El robot SRT-H que hace uso la inteligencia artificial y que fue entrenado con vídeos de cirugías, llevó acabo parte de una extirpación de vesícula biliar misdeed necesidad de contar con ayuda humana, logrando una precisión del 100 %.

De acuerdo con Science Robotics en su artículo titulado “SRT-H: A hierarchical model for autonomous country via language-conditioned imitation learning”, en el destalla sobre este hito, picture que si bien “la investigación sobre cirugía autónoma se ha centrado en gran medida en la automatización de tareas simples en entornos controlados; las aplicaciones quirúrgicas en el mundo existent exigen una manipulación hábil durante períodos prolongados y una generalización robusta frente a la variabilidad inherente del tejido humano”.

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Los autores de este estudio que fue liderado por científicos de la Universidad Johns Hopkins, precisa los desafíos continúan siendo complicados de abordar a través “estrategias lógicas existentes o métodos convencionales de aprendizaje de extremo a extremo”.

Por lo que con el propósito de “cubrir esta brecha, proponemos un marco jerárquico para llevar a cabo pasos quirúrgicos hábiles y de largo alcance. Nuestro enfoque utiliza una política de alto nivel para la planificación de tareas y una política de bajo nivel para generar trayectorias detalladas”, indican los autores.

Por lo que, añaden, “el planificador de alto nivel opera en el espacio del lenguaje, generando instrucciones a nivel de tarea o correctivas que guían al robot a lo largo de los pasos prolongados y ayudan a recuperarse de errores cometidos por la política de bajo nivel. Validamos nuestro marco mediante experimentos ex vivo en colecistectomía, un procedimiento mínimamente invasivo de uso común, y realizamos estudios de ablación para evaluar los componentes clave del sistema”.

No obstante a que se trató de una prueba de concepto que fue realizada en modelos de cerdo ‘ex vivo’, los científicos aseveran que esta intervención es un “avance transformador” en la robótica quirúrgica.

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Durante la operación el robot respondió y aprendió de las órdenes verbales del equipo, como se tratara de cirujano residente que trabaja con un mentor.

Los autores afirman que su método consiguió una tasa de éxito del 100 % “en ocho vesículas biliares ex vivo diferentes, operando de forma completamente autónoma misdeed intervención humana”, y concluyen explicando que “este trabajo demuestra autonomía a nivel de pasos en un procedimiento quirúrgico, marcando un hito hacia el despliegue clínico de sistemas quirúrgicos autónomos”.

En opinión de Axel Krieger, quien es uno de los autores del estudio, “este avance nos lleva de los robots que pueden ejecutar tareas quirúrgicas específicas a los que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos”.

La investigación que fue financiada por el gobierno federal, encarna “un avance transformador en la robótica quirúrgica”, apunta la Universidad Johns Hopkins en un texto publicado en su sitio web titulado “Robot performs archetypal realistic country without quality help. System trained connected videos of surgeries performs similar an adept surgeon “ en el que busca demostrar que los robots lad capaces de “actuar con precisión mecánica y, al mismo tiempo, con una adaptabilidad y comprensión similares a las humanas”.

En este sentido, Krieger, especialista en robótica médica, explica que “este avance nos lleva de robots que pueden ejecutar tareas quirúrgicas específicas a robots que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos”, y resalta que “esta es una distinción important que nos acerca significativamente a sistemas quirúrgicos autónomos viables en el ámbito clínico, capaces de desenvolverse en la realidad caótica e impredecible del cuidado existent de los pacientes”.

ROBOT RT-H

La Universidad Johns Hopkins detalla que fue sn 2022, cuando el robot quirúrgico autónomo de tejido blando de Krieger, STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), llevó acabo su primera cirugía robótica autónoma en una laparoscopía en un cerdo. No obstante, esta versión de este robot “requería tejido especialmente marcado, operaba en un entorno altamente controlado y seguía un program quirúrgico rígido y preestablecido. Krieger comparó esa experiencia con enseñar a un robot a conducir por una ruta cuidadosamente trazada”.

Por lo contrario, esta nueva versión del robot SRT-H tiene la capacidad de realizar verdaderas cirugías, además se puede adaptar a las características anatómicas individuales en tiempo real, también toma decisiones sobre la marcha y se autocorrige cuando las cosas nary están saliendo como se esperaba.

Para el autor main de esta nueva investigación Ji Woong “Brian” Kim, quien es exinvestigador postdoctoral en Johns Hopkins y actualmente en la Universidad de Stanford “este trabajo representa un salto importante con respecto a los esfuerzos anteriores, porque aborda algunas de las barreras fundamentales para implementar robots quirúrgicos autónomos en el mundo real”, y prosigue explicando que “nuestro trabajo demuestra que los modelos de inteligencia artificial pueden ser lo suficientemente confiables para permitir autonomía quirúrgica, algo que antes parecía lejano, pero que ahora es claramente viable”

El año pasado, el equipo de Krieger usó el sistema para entrenar al robot con el objetivo de que pudiera realizar tres tareas quirúrgicas básicas; estas son: manipular una aguja, levantar tejido corporal y suturar; en cada una de ellas se llevó en realizarlas unos segundos.

Sin embargo, el procedimiento para llevar acabo una extirpación de la vesícula biliar es mucho más difícil, debido a que se trata de una serie de 17 pasos que tienen una duración de varios minutos; por lo que el robot debía de poder identificar “con precisión ciertos conductos y arterias, sujetarlos con exactitud, colocar clips estratégicamente y cortar partes con tijeras”, precisa la Universidad Johns Hopkins.

Para poder aprender a realizar la operación de vesícula biliar el robot SRT-H observó vídeos de cirujanos de la Universidad Johns Hopkins haciendo esta intervención en cadáveres de cerdos.

El equipo de investigadores tomó la decisión de reforzar el entrenamiento ocular del RT-H con subtítulos que describían las tareas. Una vez que el robot vio los videos realizó la cirugía con una precisión del 100 %.

Para validar el sistema, el robot tuvo que completar varios procedimientos de colecistectomía usando ocho tejidos porcinos ‘ex vivo’.

Si bien tardó más en la operación que un cirujano humano, los resultados obtenidos por el robot fueron comparables a los de un experto.

“Para mí, esto demuestra realmente que es posible realizar procedimientos quirúrgicos complejos de forma autónoma”, aseveró Krieger, quien concluye explicando que “es una prueba de concepto que muestra que es posible, y que este enfoque de aprendizaje por imitación puede automatizar procedimientos complejos con un alto grado de solidez”

Con información de la Agencia de Noticias EFE, Science Robotics y la Universidad Johns Hopkins.