Medicina atinge noi granițe! Universitatea California din San Diego anunță efectuarea, în premieră mondială, de către o echipă formată din doi roboți umanoizi a unei intervenții chirurgicale pe un pacient viu. Subiectul supus acestui experiment a fost un mamifer mare, mai exact un porc viu! Animalul anesteziat ca în orice procedură chirurgicală a suferit o colecistectomie laparoscopică, toate etapele esențiale ale intervenției fiind efectuate de roboți: retragerea ţesuturilor, disecţia, aplicarea clipsurilor şi extragerea vezicii biliare.
Dar atenție! Roboții nu au acționat singuri, fiind controlați permanent de la distanță de medici chirurgi experimentaţi. Pentru a nu răni animalul, cei doi roboți au fost fixaţi cu sisteme de susţinere. Astfel a fost evitată o eventuală cădere a acestora.
Proiectul a reprezentat o colaborare între o echipă de ingineri și una de medici chirurgi. „Această realizare reflectă puterea colaborării dintre ingineri și chirurgii inovatori pentru a soluționa probleme clinice importante în cadrul laboratorului nostru de instruire și cercetare de talie mondială. Centrul nostru oferă cadrul necesar pentru a îmbina inovația inginerească și expertiza clinică, permițând dezvoltarea, testarea și rafinarea riguroasă a unor idei cu potențial transformator”, a comentat dr. Ryan Broderick, director interimar al Centrului pentru Viitorul Chirurgiei și profesor asociat de chirurgie la Facultatea de Medicină a UC San Diego.
CITEȘTE ȘI: Premieră mondială. Medicii italieni au realizat un transplant complet de arteră pulmonară
Roboții umanoizi pot crește accesul la serviciile medicale
Prin acest experiment curajos, oamenii de știință au vrut să determine dacă roboţii umanoizi ar putea extinde accesul la servicii medicale în zone unde medicii nu sunt prezenţi fizic.
Proiectul a fost derulat pe mai multe etape. Înainte ca cei doi roboți umanoizi să intre singuri în sală, a fost efectuată o altă intervenție chirurgicală, în timpul căreia o echipă mixtă, formată dintr-un robot umanoid și un chirurg uman care a acționat ca asistent, a realizat cu succes o altă operație de extirpare a vezicii biliare la un mamifer.
Ulterior a fost realizată și a doua intervenție reușită. De data aceasta, operația a fost efectuată exclusiv de doi roboți umanoizi care au lucrat împreună, formând o echipă.
Un pas major pentru a acoperi deficitul de medici chirurgi
Experimentul reprezintă un prim pas către introducerea roboților umanoizi în sala de operație. Cercetătorii implicați în acest studiu au explicat faptul că roboții ar putea, într-o primă etapă, să ofere asistență în timpul procedurilor, pentru ca ulterior să efectueze intervenții chirurgicale fiind controlați de la distanță de către medici.
În prezent, lumea medicală se confruntă cu un deficit de medici chirurgi, concomitent cu nevoile tot mai mari ale pacienților pentru astfel de proceduri. Din cauza acestor situații, sistemele sanitare înregistrează timpi de așteptare lungi până când pacienții au acces la tratamente.
„Roboții umanoizi autonomi și cei controlați de la distanță au un potențial real de a extinde accesul la intervenții chirurgicale critice, la care pacienții nu ar avea altfel acces. Acest lucru poate contribui la soluționarea crizei din sistemul de sănătate, nu doar în Statele Unite, ci și la nivel mondial”, a susținut Michael Yip, profesor în cadrul Departamentului de Inginerie Electrică și Informatică de la UC San Diego și unul dintre autorii principali ai experimentului.
Cercetătorii apreciază că, spre deosebire de sistemele specializate de chirurgie robotică, care pot îndeplini o singură funcție, roboții umanoizi sunt versatili și ar putea fi utilizați pentru a efectua o gamă largă de proceduri și sarcini generale. În plus, acești roboți sunt mai ușor de deplasat în zone izolate și în alte medii dificile, unde versatilitatea este esențială.
„Acest studiu demonstrează că roboții umanoizi au un viitor viabil în domeniul chirurgiei. Vă puteți imagina acești roboți utilizați în comunități izolate, unde asigurarea personalului reprezintă o provocare, sau în medii dificile – precum operațiunile de căutare și salvare – unde este necesară mobilizarea rapidă și la scară largă a serviciilor medicale de teren”, a declarat Michael Yip.
Sistemele chirurgicale specializate sunt, de regulă, dotate cu trei sau patru brațe robotice, instrumente specializate și un software complex. Aceste sisteme cântăresc foarte mult, necesită o echipă numeroasă pentru instalare și ocupă un spațiu considerabil în sălile de operație, care, de cele mai multe ori, trebuie reamenajate pentru a le putea găzdui. În schimb, roboții umanoizi sunt mobili și mai compacți.
Roboții utilizați pentru acest experiment sunt unii comerciali Unitree G1, disponibili pe piaţă. Ei au dimensiuni reduse, cu o înălţime de aproximativ 1,2-1,5 metri şi o greutate de circa 32 de kilograme. Prețul unui astfel de robot este de aproximativ 20.000 de dolari.
Michael Yip a atras atenția că roboții aceștia relativ ușori și compacți sunt deosebit de utili în zone izolate, cu resurse limitate. „Construirea unor săli de operație special amenajate pentru sisteme chirurgicale robotice sau mobilizarea unor echipe numeroase pentru operarea unor echipamente specializate presupun costuri ridicate ”, a subliniat cercetătorul.
În schimb, roboții umanoizi se integrează perfect în sala de operație. Chiar dacă, oamenii de știință au fost nevoiți să creeze adaptoare pentru a permite roboților umanoizi să utilizeze instrumente chirurgicale convenționale, controlul acestora de la distanță pare mai simplu, în special pentru persoanele care nu au fost instruite pe sisteme specializate. „Am fost surprinși de cât de bine s-au integrat în spațiul nostru de lucru și în fluxul nostru operațional”, a spus dr. Nikita Thareja, medic rezident în chirurgie generală la Facultatea de Medicină a UC San Diego și coautor al studiului bazat pe acest experiment.
La rândul său, dr. Shanglei Liu, profesor asistent de chirurgie la Facultatea de Medicină a UC San Diego și unul dintre autorii principali ai lucrării, a dorit să sublinieze că o procedură efectuată de un robot umanoid controlat de la distanță de un medic este la fel de precisă precum una realizată cu un sistem robotic chirurgical folosit de un specialist. De altfel, el a fost expertul care a teleoperat prin intermediul roboților umanoizi. „Costă o fracțiune din prețul echipamentelor obișnuite și ocupă o fracțiune din spațiul necesar într-o sală de operație. Prin urmare, este ușor de utilizat oriunde: din zonele rurale până pe câmpul de luptă și chiar în spațiu”, a punctat Liu, care este afiliat și Departamentului de Bioinginerie „Shu Chien-Gene Lay”.
Mai există multe probleme care necesită soluții
Oamenii de știință implicați în acest experiment major au declarat că, deși studiul reprezintă un pas major pentru medicină, experimentele făcute au arătat că mai există câteva probleme legate de teleoperare care trebuie soluționate.
Roboții au necesitat recalibrarea de mai multe ori în timpul intervențiilor chirurgicale. Prin urmare, procedurile au durat mult mai mult decât cele efectuate cu sistemele chirurgicale specializate existente în prezent. „Totuși, acest lucru era obișnuit și în cazul sistemelor robotice specializate din fazele incipiente și, cel mai probabil, situația se va îmbunătăți odată cu trecerea timpului”, a amintit dr. Shanglei Liu.
Prima intervenție chirurgicală laparoscopică robotică a durat șase ore, în contextul în care, în prezent, o astfel de operație durează undeva la 30 de minute atunci când este realizată de un medic chirurg.
De asemenea, decalajul dintre momentul în care chirurgul mișcă dispozitivul de control și cel în care robotul se mișcă este un alt aspect care trebuie soluționat.
Roboții umanoizi pot suplini deficitul de personal din sălile de operații
Cercetătorii întrevăd și un alt rol pentru roboții umanoizi. Deoarece se pot deplasa și pot executa majoritatea sarcinilor fizice pe care le poate îndeplini un om, aceștia ar putea aduce instrumente chirurgilor și ar putea face curățenie în sala de operație după o intervenție.
„Unul dintre obiectivele noastre este dezvoltarea unui asistent chirurgical autonom. Multe comunități se confruntă cu dificultăți în asigurarea personalului necesar pentru echipele chirurgicale, ceea ce înseamnă că pacienții nu beneficiază de tratament. Scopul nostru este crearea unei săli de operație a viitorului, în care roboții umanoizi și oamenii să colaboreze îndeaproape, formând o echipă integrată pentru a efectua intervenții medicale celor care au nevoie de ele, atât în spitalele convenționale, cât și în scenarii de medicină de teren, non-convenționale”, a mai declarat Yip.
Datele preliminare ale studiului indică faptul că medicina fără oameni este un obiectiv care nu poate fi atins încă, dar cercetătorii apreciază că momentul în care se va ajunge acolo nu este foarte departe.
Echipa care a realizat acest studiu a prezentat întregul proiect în GitHub, subliniind faptul că „roboții cu formă umanoidă oferă un potenţial unic, în special pentru asistarea intervenţiilor chirurgicale”.
Oamenii de știință au mai arătat faptul că sistemele robotice utilizate în prezent în chirurgie, precum celebrul da Vinci Surgical System, sunt platforme concepute exclusiv pentru acest scop, iar nivelul la care au ajuns roboţii umanoizi în ceea ce priveşte precizia, controlul şi siguranţa necesare chirurgiei minim invazive rămânea până acum neclar. Prin urmare, rezultatul experimentului pe care ei l-au realizat este unul semnificativ, având în vedere că un robot umanoid a reuşit să efectueze o intervenţie chirurgicală reală pe ţesut viu.
Acțiunea roboților a fost însă tot timpul controlată de oameni, rolul acestora fiind esenţial pe tot parcursul procedurilor.
