En un laboratorio de alta tecnología del campus de Homewood de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore, los ingenieros han estado construyendo un robot que puede ser capaz de coser los vasos rotos de tu vientre y, en algún momento, tal vez tu cerebro, sin necesidad de un médico.
El robot tiene una cámara de alta tecnología en un brazo y una máquina de coser de alta tecnología en un segundo brazo. Ya logró volver a unir mitades de los intestinos de un cerdo.
“Es como el estacionamiento asistido de un coche”, dijo Axel Krieger, profesor adjunto de ingeniería mecánica en Hopkins’ Whiting School of Engineering. “Realiza el procedimiento de forma autónoma”.
Este tipo de sutura se hace más de un millón de veces al año en cirugías en todo el país, dijo Krieger, parte del equipo que desarrolla el robot y autor principal de un artículo reciente que describe la tecnología en Science Robotics.
El objetivo es desarrollar en los próximos años un robot que haga más consistente el intrincado y delicado trabajo de sutura. Pasar por alto un punto o hacerlo de forma torpe podría causar una complicación catastrófica para el paciente. El procedimiento robótico también es menos invasivo, ya que se hace por medio de una laparoscopia, a través de pequeños orificios en la piel en lugar de haciendo una gran abertura.
Los ingenieros de Hopkins esperan que el robot sea más barato y más portátil que la tecnología robótica existente. Quieren desarrollar una versión móvil que pueda usarse en una ambulancia o en el camino en casos de emergencia, como la sutura de una arteria importante para detener una hemorragia.
El robot supondría un avance en la tecnología que se usa actualmente en los quirófanos. La Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA) los denomina dispositivos quirúrgicos asistidos por robot.
El más conocido es el robot da Vinci, aprobado por el gobierno federal para su uso en cirugía laparoscópica general en el año 2000. El dispositivo tiene una consola en la que el cirujano puede ver una imagen en 3D y mover varios brazos con instrumentos quirúrgicos, convirtiéndose esencialmente en una extensión del médico.
“El dispositivo no es realmente un robot porque no puede realizar la cirugía sin control humano directo”, dice FDA.
El robot da Vinci ahora se usa habitualmente en la extirpación de la vesícula biliar, las histerectomías y las extirpaciones de próstata, porque funciona mejor en “tareas complejas en zonas reducidas”, según FDA.
Otras máquinas robóticas ayudaban en la cirugía antes de que se desarrollara da Vinci, pero requerían hacer incisiones mucho más grandes.
El nuevo robot que están desarrollando los ingenieros de Hopkins junto con sus colaboradores de Children’s National Hospital en Washington, D.C., conocido como Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), es diferente. Tiene monitores de ordenador que ofrecen una vista en 3D, pero no tiene una palanca de mando ni otros controles.
STAR está dirigido por un programa informático muy avanzado y adaptable en el momento. El algoritmo “ve” y “siente” a través de cámaras que crean imágenes en 3D con láseres y sensores, los cuales detectan la presión de la respiración, la hemorragia y los tejidos blandos.
El robot hace aproximadamente un punto de sutura por minuto, un ritmo conservador ligeramente más lento que el de un cirujano humano. Las pruebas hechas hasta ahora han mostrado más consistencia que los humanos.
Eso ha sido un problema con la tecnología robótica que ahora está en los quirófanos. La tecnología robótica actual es mejor en algunas tareas quirúrgicas que en otras. Y los resultados no siempre suponen una mejora aunque las cosas parezcan ir bien.
Además, estas máquinas aumentan considerablemente los gastos de la cirugía, ya que el costo de los equipos se eleva a millones, aunque parte de esa cantidad puede compensarse con estancias más cortas en el hospital y menos complicaciones. Pero muchos hospitales pequeños y los de regiones menos ricas u otros países no pueden permitirse pagar el gasto inicial.
Jin Kang, otro desarrollador de STAR y profesor del departamento de ingeniería eléctrica e informática de Hopkins, dijo que STAR requiere menos maquinaria y sería más barato, aunque el costo final no está determinado.
Se diseñó con la aportación de los cirujanos, quienes suelen optar por la tecnología porque les ayuda a soportar los rigores de su trabajo. Las largas horas de cirugía tradicional pueden hacer que las manos humanas se fatiguen y tengan tics.
Dijo que los cirujanos y el resto del personal quirúrgico seguirían llevando a cabo procedimientos, como la extracción de tejido enfermo, antes de pasar a STAR, y permanecerían en la sala en caso de emergencia mientras el robot reconecta intestinos u otros vasos.
“No se está sustituyendo a los médicos”, dijo Kang.
El doctor Michael Awad, director del Programa Integral de Robótica de Hospital Barnes-Jewish de San Luis, no participó en el desarrollo de STAR, pero ha seguido el trabajo de Hopkins. Hizo su residencia quirúrgica en el Hospital Johns Hopkins y se formó allí con la primera generación del robot da Vinci.
Awad dijo que aún es pronto, pero que cree que los robots autónomos son inevitables en el quirófano y que el trabajo de los investigadores de Hopkins podría representar un gran paso hacia adelante.
Queda por ver cuánto tarda el público —y los cirujanos— en aceptar esta tecnología, dijo.
Lo ve como los coches autónomos. La gente está dispuesta a adoptar la tecnología de ayuda al estacionamiento a la que se refirió Krieger, al igual que otras tecnologías para evitar que la gente se desvíe hacia otros carriles. Los coches totalmente autónomos también acabarán demostrando que son dignos de confianza.
“Mientras que la conducción es algo muy importante y puede provocar lesiones o la muerte, creo que la gente es aún más tímida cuando se trata de operar el cuerpo humano”, dijo. “Hay muchas más variables que hacen que la tarea sea más difícil en sí misma. Hay un límite más alto por superar”.
Awad, quien también es director del Instituto de Educación Quirúrgica de la Universidad de Washington (WISE), dijo que hay implicada mucha formación para usar los equipos robóticos existentes. Los médicos tienen que aprender a usar otros sentidos, como los ojos en las pantallas de los ordenadores, en lugar del tacto del tejido humano, cuando emplean la tecnología.
Dijo que las máquinas son especialmente útiles para llegar a puntos estrechos y sensibles del cuerpo, como el esófago, detrás de la caja torácica y cerca del corazón. Un robot autónomo podría mejorar lo que los médicos pueden hacer por los pacientes.
También es posible que los robots autónomos necesiten menos formación en el quirófano. Pero eso no significa que los cirujanos no tengan que saber cómo llevar a cabo los mismos procedimientos, dijo Awad.
“Si un humano tiene que intervenir, tiene que saber cómo hacerlo”, dijo. “Pero cualquier cosa que pueda reducir la curva de aprendizaje será bienvenida”.
Un documento de posición del Colegio Americano de Cirujanos (ACS) afirma que los cirujanos deben ser “adecuadamente educados y sus habilidades [deben ser] evaluadas” antes de usar cualquier nueva tecnología. El grupo también reclama una evaluación para establecer el valor y la seguridad de la tecnología antes de su adopción generalizada.
El equipo de Hopkins tiene previsto seguir perfeccionando el robot y evaluando lo que podría hacer más allá de conectar dos extremos de un vaso sanguíneo, un intestino u otros canales, lo que se denomina anastomosis.
El trabajo sobre el robot ha contado con el apoyo del Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería. El siguiente paso es buscar a un socio comercial para llevar la tecnología a través del proceso de desarrollo y la aprobación de los reguladores federales, para empezar a probar el robot en humanos.
“Queremos superar los límites”, dijo Krieger.
