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Experimento en EE.UU.: el robot que apunta a revolucionar la medicina
Investigadores de la Universidad John Hopkins abrieron una nueva frontera en la robótica médica tras desarrollar un sistema de entrenamiento que utiliza el aprendizaje por imitación
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Un robot abrió una nueva frontera en el campo de la medicina robótica luego de realizar tareas quirúrgicas con la misma habilidad que los médicos humanos, tras ser entrenado a partir de observar videos de cirujanos expertos. El hito fue llevado a cabo por científicos de la universidad Johns Hopkins y la Universidad de Stanford en Estados Unidos.
El equipo que llevó a cabo esta iniciativa utilizó el aprendizaje por imitación para entrenar al robot, del sistema quirúrgico Da Vinci, utilizado para ayudar a los cirujanos a realizar procedimientos con mayor precisión y seguridad. En rigor, el robot fue entrenado para que pueda manipular una aguja, levantar tejido corporal y suturar, tres tareas fundamentales en los procedimientos quirúrgicos.
De acuerdo a los investigadores, el robot entrenado fue capaz de realizar los procedimientos quirúrgicos con la misma destreza que los médicos humanos. No solo eso: llevó a cabo acciones que no le habían enseñado, como recoger una aguja que se había caído y continuar con el trabajo.
“Es realmente mágico tener este modelo. Todo lo que hacemos es introducirle datos de la cámara y puede predecir los movimientos robóticos necesarios para la cirugía”, dijo el autor principal del experimento, Axel Krieger, profesor adjunto del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Johns Hopkins University. “Creemos que esto marca un paso importante hacia una nueva frontera en la robótica médica”.
El método de entrenamiento realizado fue similar al enfoque utilizado en ChatGPT, excepto que en lugar de trabajar con palabras, este modelo habla “robot” con cinemática, un lenguaje que descompone los ángulos del movimiento robótico en matemáticas.
Los investigadores construyeron su modelo de entrenamiento con videos grabados por cirujanos de todo el mundo que se utilizan para análisis postoperatorios y que, por lo general, después se archivan. Esto representa un gran archivo de datos para que estos robots puedan imitar. De esta forma, cada imagen de la secuencia de video es una disposición de píxeles que se puede expresar en números que representan imágenes y que el robot los convierte en otro conjunto de números que luego se codifican en diferentes acciones.
“Todo lo que necesitamos es una imagen para que este sistema de inteligencia artificial encuentre la acción correcta”, dijo el investigador de John Hopkins Ji Woong Kim, quien agregó que también descubrieron que “con unos pocos cientos de demostraciones, el modelo es capaz de aprender el procedimiento y generalizar nuevos entornos con los que no se ha encontrado”.
Pasaron más de cuarenta años desde que el PUMA 560 se convirtiera en el primer robot en ayudar en el quirófano, ayudando con una biopsia cerebral en 1985. Desde entonces, impulsados por el avance tecnológico, los robots fueron ganando protagonismo en los quirófanos del mundo. Entre ellos se destacan los Sistemas Quirúrgicos Da Vinci, fabricados por la empresa norteamericana Intuitive Surgical, que ofrecen una serie de robots que sirven para aumentar la escala y la eficiencia de la cirugía mínimamente invasiva. Los robots se hicieron tan presentes que, según la Biblioteca Nacional de Medicina, en 2020 ya más de 876.000 cirugías en Estados Unidos fueron asistidas por un robot.
Si bien el sistema de robots Da Vinci está ampliamente expandido en el mundo (se utilizan casi 7000 robots de este tipo y más de 50.000 cirujanos reciben formación sobre el sistema) los investigadores del nuevo experimento afirman que suele ser impreciso. La clave para mejorar la performance, según indicaron, fue entrenar al modelo para que realice movimientos relativos en lugar de acciones absolutas, que son más inexactas.
La noticia fue recibida con mucha expectativa en Estados Unidos, ya que el crecimiento de la población mayor demandará cada vez más cirugías. En este sentido, el porcentaje de personas mayores de 64 años ha aumentado más de un 4% solo entre 2011 y 2023, y ya representan el 17,59% del total. Por otro lado, de acuerdo a un informe de la Asociación Estadounidense de Facultades de Medicina, el país tendrá un déficit de entre 10.000 y 20.000 cirujanos para 2036.
“En nuestro trabajo no estamos tratando de reemplazar al cirujano. Solo queremos facilitarle las cosas”, dijo Krieger. “Imagínese, ¿quiere ser el último paciente del día y que el cirujano esté súper exhausto? ¿O quiere que un robot realice una parte de esa cirugía y realmente ayude al cirujano?”, concluyó.
A pesar de los avances, para los especialistas aún quedan muchos desafíos antes de poder a robots realizando cirugías por sí solos. Dipen J. Parekh, director de cirugía robótica en la Facultad de Medicina Miller de la Universidad de Miami, destacó, consultado por el Washington Post, que, entre otros aspectos a considerar, está que la anatomía de cada paciente es diferente: “Si querés que el robot realice la cirugía por sí solo, tendrá que entender todas las imágenes, cómo leer las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas”. Además, los robots tendrán que aprender a realizar cirugías laparoscópicas, que utilizan incisiones muy pequeñas.
Amer Zureikat, otro especialista consultado por el mismo medio que se desempeña como director de cirugía robótica en el Centro Médico de la Universidad de Pittsburgh, destacó que aunque se trata de un primer paso importante, aún debe superar numerosos obstáculos: “Si ocurre un error, ¿quién es el responsable? ¿El médico? ¿El desarrollador de la IA? ¿El hospital? ¿El fabricante del robot?” se preguntó.
