El sistema SRT-H extirpó una vesícula biliar sin manos humanas ni guías rígidas, respondiendo a la voz y aprendiendo en tiempo real.

El futuro de la cirugía sin manos humanas dentro del quirófano ha dado un gran salto gracias a una operación pionera realizada por un robot quirúrgico completamente autónomo, que aprendió observando videos de intervenciones humanas y ejecutó la extirpación de una vesícula biliar sin asistencia mecánica directa. Esta hazaña, llevada a cabo por investigadores de la Universidad Johns Hopkins, representa un cambio de paradigma en la medicina moderna.

El robot, bautizado como SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy), se entrenó mediante aprendizaje por imitación, analizando grabaciones quirúrgicas para interiorizar los pasos de una colecistectomía —nombre técnico del procedimiento—. Después, fue puesto a prueba en modelos humanos simulados de alta fidelidad, donde no solo replicó con precisión la operación, sino que también demostró capacidad para adaptarse a imprevistos en tiempo real, guiado únicamente por comandos de voz emitidos por el personal médico, como si fueran asistentes quirúrgicos.

«Este avance nos lleva de robots que ejecutan tareas específicas a robots que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos», explicó Azwl Krieger, experto en robótica médica. «Es una distinción crítica que nos acerca significativamente a sistemas quirúrgicos autónomos viables en el mundo clínico real, que es desordenado e impredecible».

La capacidad de adaptación fue uno de los aspectos más sorprendentes del robot. A diferencia de versiones anteriores que seguían rutas predefinidas, SRT-H ajustó su estrategia quirúrgica en función de los tejidos que encontraba. Durante las ocho operaciones realizadas en estos modelos humanos realistas, el robot completó las 17 tareas necesarias para extraer la vesícula, identificando con precisión arterias y conductos, aplicando clips estratégicamente y utilizando tijeras para cortar exactamente donde correspondía.

Aunque no se realizaron en humanos vivos, las pruebas utilizaron tejidos sintéticos y estructuras anatómicas que imitaban con gran fidelidad el cuerpo humano, y los resultados fueron comparables a los de un cirujano con experiencia. En palabras de Ji Woong «Brian» Kim, autor principal del estudio: «Nuestro trabajo demuestra que los modelos de IA pueden ser suficientemente fiables para la autonomía quirúrgica, algo que antes parecía lejano y hoy es demostrablemente viable».

Una parte esencial del éxito de SRT-H radica en que su arquitectura de aprendizaje automático es similar a la que impulsa a ChatGPT. Esto le permite comprender órdenes verbales, corregirse si es necesario y ajustar su comportamiento según las condiciones del procedimiento. Es decir, aunque su entrenamiento inicial se basó en imitación, su capacidad de aprendizaje en tiempo real le otorga una flexibilidad parecida a la de un cirujano humano.

Ya en ensayos anteriores, el mismo robot había completado con éxito operaciones similares utilizando órganos porcinos, lo que sentó las bases para el paso actual. Incluso antes, en 2022, otro robot del equipo, STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), realizó una cirugía laparoscópica en un cerdo vivo, pero bajo una supervisión humana mucho más estricta.

Según Krieger, la diferencia ahora es como enseñar a un robot a conducir por cualquier carretera, en cualquier condición, respondiendo con inteligencia a lo que encuentre. Aunque SRT-H tardó algo más que un cirujano humano en realizar la operación, los resultados clínicos fueron igual de precisos y seguros.

Para Jeff Jopling, cirujano y coautor del estudio, esta evolución refleja cómo también se forman los médicos humanos: «Así como los residentes quirúrgicos dominan distintas partes de una operación a ritmos diferentes, este trabajo ilustra el potencial de desarrollar sistemas robóticos autónomos de manera modular y progresiva».

Los próximos pasos para SRT-H implican expandir su entrenamiento a otros tipos de operaciones, con vistas a convertirlo en un robot polivalente y cada vez más independiente. Aunque aún no está listo para operar en pacientes reales, los investigadores creen que podría hacerlo dentro de esta misma década.

«Esto demuestra que es posible realizar procedimientos quirúrgicos complejos de forma autónoma», concluyó Krieger. «Es una prueba de concepto que valida que el aprendizaje por imitación puede automatizar una operación tan complicada con un alto grado de fiabilidad».

El estudio completo ha sido publicado en la revista Science Robotics.

REFERENCIA

SRT-H: A hierarchical framework for autonomous surgery via language-conditioned imitation learning

Imagen: El robot quirúrgico Transformer-Hierarchy (SRTH) realizando una cirugía de vesícula biliarJuo-Tung Chen/Universidad Johns Hopkins