El día que la Inteligencia Artificial agarró el bisturí

Robert Liston fue un cirujano británico que se hizo muy famoso por su habilidad para operar extraordinariamente rápido, algo muy importante en los dolorosos tiempos pretéritos a la anestesia. Podía amputar una pierna en 30 segundos. Hoy día, Liston quedaría espantado al ver el logro compartido de Axel Krieger, ingeniero mecánico de la Universidad Johns Hopkins, y Ji Woong Kim, investigador en inteligencia artificial de la Universidad de Stanford. Han logrado que, por primera vez, un robot practique una extirpación de vesícula biliar de forma totalmente autónoma, marcando un hito en la cirugía robótica. Lo ha hecho más lento que Liston, pero sin errores.

El robot, entrenado con grabaciones de intervenciones quirúrgicas, ha llevado a cabo de forma autónoma una fase extensa de una colecistectomía (extirpación de vesícula biliar) y respondiendo durante la intervención a comandos de voz del equipo, como lo haría un residente en prácticas junto a su tutor.

Este avance, que ha publicado Science Robotics, constató que el robot quirúrgico mostró el nivel de destreza propio de un cirujano experimentado, incluso ante situaciones imprevistas similares a las que ocurren en emergencias médicas reales. “Este avance nos lleva de robots que ejecutan tareas quirúrgicas específicas a robots que realmente comprenden los procedimientos quirúrgicos”, Axel Krieger, experto en robótica médica de la Universidad Johns Hopkins.

En 2022, el robot Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), también desarrollado por Krieger, realizó la primera cirugía robótica autónoma en un animal vivo, una laparoscopia en un cerdo. Pero aquel sistema requería tejidos marcados de forma especial, un entorno controlado y un plan quirúrgico rígido, como enseñar a un robot a conducir solo por una ruta previamente trazada.

El nuevo sistema, sin embargo, “es como enseñar a un robot a conducir por cualquier carretera, en cualquier condición, respondiendo con inteligencia a todo lo que se le presente”, explica Krieger. El nuevo robot, llamado SRT-H (Hierarchical Surgical Robot Transformer), realiza cirugía adaptándose en tiempo real a las particularidades anatómicas, tomando decisiones por sí mismo y corrigiéndose si algo no va según lo previsto.

Construido con una arquitectura de aprendizaje automático similar a la que impulsa a ChatGPT, SRT-H también es interactivo: puede responder a órdenes habladas como “sujeta el cuello de la vesícula” o a correcciones como “mueve un poco el brazo izquierdo”. Aprende a partir de esa retroalimentación. “Este trabajo supone un gran salto respecto a los intentos anteriores porque aborda barreras clave para desplegar robots quirúrgicos autónomos en la práctica real”, afirma en un comunicado de la Universidad de Stanford Ji Woong Kim, autor principal y exinvestigador posdoctoral.

El año pasado, el equipo de Krieger ya había utilizado el sistema para enseñar a un robot a realizar tres tareas quirúrgicas básicas: manipular una aguja, levantar tejido y suturar. Cada una duraba solo unos segundos.

La extirpación de la vesícula es mucho más compleja: una secuencia de 17 tareas que requiere varios minutos. El robot debía identificar conductos y arterias, sujetarlos con precisión, colocar clips y seccionar con tijeras.

25 años de avances

En las dos últimas décadas, la cirugía robótica ha evolucionado desde la asistencia mecánica hasta los primeros sistemas autónomos. El sistema da Vinci, aprobado por la FDA en 2000 y desarrollado por Intuitive Surgical, consolidó la robótica quirúrgica como herramienta de precisión, aunque completamente controlada por el cirujano. El gran salto hacia la autonomía llegó con el citado sistema STAR de Axel Krieger, que en 2016 realizó suturas en tejidos blandos con resultados superiores a los humanos.

Algo más tarde, en 2022, STAR ejecutó una anastomosis intestinal laparoscópica en cerdos con precisión milimétrica. Paralelamente, investigadores como Lena Maier-Hein desarrollaron sistemas de visión computacional para identificar estructuras anatómicas en tiempo real, publicando resultados desde 2017, y equipos de Stanford o el Imperial College impulsaron la cirugía basada en datos. Sin embargo, expertos como Guang-Zhong Yang advierten de los retos éticos y regulatorios que plantea esta revolución tecnológica.

En este contexto, la mayoría de los expertos coinciden en que los próximos años estarán marcados por sistemas quirúrgicos autónomos supervisados, capaces de ejecutar tareas complejas bajo la vigilancia de un profesional. No se trata de reemplazar al cirujano, sino de dotarle de herramientas más precisas, rápidas y seguras.