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Un robot chirurgo ha eseguito per la prima volta al mondo un'operazione complessa in totale autonomia. Non si è limitato a compiere poche singole mansioni assegnate, ma ha affrontato l'intervento nelle sue varie fasi e superato gli imprevisti che mano a mano venivano simulati, come se capisse in quale situazione si trovava.
Il robot, che si era formato su video di precedenti operazioni, è stato in grado di asportare una cistifellea da un cadavere di maiale basandosi sulle nozioni apprese e lasciandosi aiutare dalle istruzioni vocali di chirurghi umani, come avrebbe fatto un chirurgo in formazione. L'importante risultato è stato descritto su Science Robotics.
Freddo come un robot, adattabile come un uomo
Lo studio, finanziato con fondi federali statunitensi e reso possibile dalla guida di un'equipe della Johns Hopkins University, rappresenta un importante traguardo nella chirurgia robotica, in cui alla precisione dei robot si unisce la capacità di far fronte alle diverse situazioni tipicamente umana.
«Ci stiamo muovendo da robot in grado di eseguire compiti chirurgici specifici a robot che comprendono veramente le procedure chirurgiche», afferma Axel Krieger, ricercatore e sviluppatore di sistemi di chirurgia robotica della Johns Hopkins. «Si tratta di una distinzione fondamentale che ci avvicina significativamente a sistemi chirurgici autonomi clinicamente validi, in grado di operare nella caotica e imprevedibile realtà dell'assistenza effettiva al paziente».
Un salto di qualità
Il robot in questione si chiama Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) e nel 2022 si era fatto notare per aver eseguito in modo impeccabile quattro interventi di chirurgia addominale in laparoscopia su tessuti molli di maiale senza l'intervento dell'uomo. STAR aveva ottenuto risultati eccellenti nell'anastomosi intestinale, un tipo di sutura che collega due segmenti di intestino e che richiede movimenti ripetitivi estremamente precisi: anche il minimo tremore o punto inaccurato potrebbe dar luogo a complicanze letali per il paziente.
In quell'occasione, però, il robot chirurgo aveva operato in un ambiente strettamente controllato, seguendo una rigida pianificazione preimpostata - come se stesse imparando a guidare su un percorso appositamente studiato. Quello che il team ha fatto, col nuovo sistema, «è paragonabile a insegnare a un robot a guidare su qualunque strada, in qualunque condizione, e a rispondere in maniera intelligente a qualunque situazione incontri», dice Krieger. Vale a dire adattarsi alle diverse caratteristiche anatomiche del paziente, prendere decisioni al momento e raddrizzare la strada se le cose non vanno come previsto.
Un allievo interattivo
Lo scorso anno, i ricercatori avevano istruito STAR a eseguire in autonomia tre fondamentali compiti in chirurgia, ossia manipolare un ago, sollevare il tessuto corporeo e suturare.
Per il nuovo intervento, il robot chirurgo ha dovuto imparare i 17 passi successivi necessari per rimuovere una cistifellea, e lo ha fatto guardando video dei chirurghi della Johns Hopkins che operavano su cadaveri di maiali.
Gli scienziati hanno rinforzato l'apprendimento visivo con stringhe di testo scritto che descrivevano i vari compiti, mansioni complesse come riuscire a riconoscere certi vasi sanguigni e afferrarli con precisione, sistemare clip in punti strategici e tranciare alcune parti con le forbici. Dopo il training, comunque, il robot ha effettuato l'intervento con un'accuratezza del 100%.
Velocità e imprevisti
Anche se il robot ha impiegato più tempo a eseguire l'operazione rispetto a un chirurgo umano, i risultati sono stati comparabili a quelli ottenuti da un chirurgo esperto, e STAR se l'è cavata alla grande anche in situazioni fuori dai piani iniziali. Quando gli scienziati hanno cambiato la sua posizione iniziale o quando hanno irrorato gli organi con un liquido colorato che riproduceva il sangue, alterando la visibilità, ha portato comunque a termine il compito senza scossoni. Secondo gli scienziati, che già progettano di espandere il range di interventi alla sua portata, è la prova che può compiere un'operazione in autonomia.
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