Il tuo robot chirurgo ti vedrà ora

Oltre a perfezionare la tecnica di sutura di STAR, Krieger sta insegnando al robot un’altra abilità: la rimozione del tumore3. Come in precedenza, Krieger e i suoi colleghi usano marcatori a infrarossi, ma questa volta per segnalare aree di tessuto canceroso. Il robot poi escude selettivamente queste parti con una punta di elettrodo riscaldata. I primi test su tessuti di maiale hanno dimostrato che STAR può rimuovere i tumori e tagliare i tessuti con la stessa precisione dei chirurghi – un’abilità cruciale perché lasciare anche poche cellule tumorali dietro di sé potrebbe permettere al cancro di tornare. “Bisogna essere incredibilmente precisi per non lasciare nessun tumore e tagliare nessun tessuto sano”, dice Krieger.

La riparazione delle valvole cardiache mette alla prova anche i chirurghi esperti, in parte a causa della sfida di posizionare correttamente gli strumenti chirurgici in uno spazio ristretto. È questa difficoltà che ha spinto Dupont e il suo team a sviluppare un robot autonomo per questo compito. La curva di apprendimento per gli ingegneri del progetto è stata ripida, dice Dupont. Per ridurre al minimo il rischio chirurgico, il piccolo robot del team avrebbe dovuto completare il suo viaggio preciso dalla base del cuore alla valvola difettosa mentre il cuore della persona stava battendo, il che significa navigare in un ambiente che è in costante, vigoroso movimento.

Il team ha dato al robot una mappa dettagliata di un cuore tipico, comprese le posizioni di vasi e valvole specifiche. Il robot usa queste informazioni come una guida approssimativa in ogni procedura. Ma il dispositivo è anche altamente adattabile, utilizzando l’input da sensori tattili e visivi integrati per individuare le perdite della valvola in ogni cuore. Per individuare la sua posizione precisa, il robot fa ripetuti contatti delicati con la parete del cuore, “come gli scarafaggi che toccano con le loro antenne”, dice Dupont. Nei test sugli animali di quest’anno, il robot ha navigato con successo dal suo punto di ingresso all’area della valvola danneggiata il 95% delle volte4.

Una rivoluzione lenta e costante

I ricercatori sperano che la chirurgia autonoma renderà le procedure specializzate disponibili per molte più persone. Negli Stati Uniti, “la distribuzione dei chirurghi in tutto il paese non è uniforme”, dice l’urologa Kirsten Greene dell’Università della California, San Francisco. “Ci sono molte aree in cui la gente non ha accesso”. Lo stesso vale per i paesi di tutto il mondo. L’assistenza autonoma dei robot, nota, potrebbe aiutare a colmare alcune di queste lacune nella competenza chirurgica. La tecnologia potrebbe anche ridurre il tempo necessario agli aspiranti chirurghi per imparare il loro mestiere, dice Garg. I robot potrebbero permettere loro di eseguire procedure complesse con meno anni di formazione.

I chirurghi robot non possono ancora eseguire un’intera procedura dall’inizio alla fine. “Un decennio più avanti, alcune procedure regolari potrebbero essere automatizzate”, dice Garg. Per esempio, “gli interventi chirurgici che hanno un volume molto elevato – rimozione della cistifellea, appendicectomia”. Ma questo è ancora lontano, perché i chirurghi sono ancora molto meglio dei robot nel pesare la loro esperienza passata per fare giudizi chirurgici complessi, come ad esempio cosa fare quando un vaso sanguigno è in un posto diverso da quello previsto. “Quando c’è bisogno di comprensione contestuale, è lì che i robot iniziano a vacillare molto rapidamente”, dice Garg. È molto probabile che i dispositivi chirurgici autonomi entreranno gradualmente nella pratica clinica, proprio come le caratteristiche come il controllo di crociera e, più tardi, i sistemi di mantenimento della corsia si sono fatti strada nelle automobili prima della piena capacità di guida autonoma. Oltre agli assistenti robotici consolidati come Da Vinci, Krieger fa notare che i robot vengono utilizzati anche per procedure come il taglio delle ossa e la somministrazione di radiazioni per il trattamento del cancro.

I robot a guida autonoma potrebbero essere costruiti su strumenti chirurgici che alcuni sistemi ospedalieri hanno già, il che potrebbe contribuire ad accelerare l’automazione. Alcuni dei progetti di Garg, per esempio, possono essere attaccati al sistema robotico Da Vinci, che è stato usato per più di sei milioni di interventi chirurgici guidati dall’uomo in tutto il mondo. “Se hai una piattaforma robotica consolidata”, dice Dupont, “puoi aggiungere lentamente questi livelli di autonomia”. Tuttavia, ad ogni passo, i ricercatori dovranno dimostrare che i loro dispositivi sono pronti per l’uso clinico. Una cosa è unire pezzi di carne all’interno di un piatto, o anche in un animale su un tavolo operatorio, ma è tutt’altra cosa fare lo stesso nelle persone, dice Garg – la tolleranza di fallimento è minuscola.

La possibilità di una maggiore automazione sta già sollevando domande su come il ruolo del chirurgo si evolverà se i robot intelligenti assumeranno le manovre più difficili. La maggior parte degli addetti ai lavori vede ancora un posto per i chirurghi – anche se dovranno diventare manager consumati, dimostrando la loro abilità non solo in procedure specifiche, ma nell’uso di una serie di strumenti automatizzati per ottenere i migliori risultati. “Non credo che si rendano le persone obsolete. Le sposti al livello successivo dove agiscono più come un direttore d’orchestra”, dice Hoyte. Garg è d’accordo: “Per il quadro generale, c’è bisogno di un umano al comando”.

Questo è il loro piano per ora, almeno. Ma se i chirurghi robot autonomi sono distribuiti su larga scala, potrebbero iniziare ad evolvere in modi inaspettati. Garg, per esempio, sta sviluppando robot autoguidati che imparano dai loro fallimenti e dai loro successi nello stesso modo in cui lo fanno le persone, riducendo il vantaggio umano. In definitiva, i robot potrebbero condividere le intuizioni raccolte in centinaia di operazioni con tutti gli altri robot in una vasta rete, sovralimentando le loro prestazioni. “Si possono collegare tutti questi sistemi insieme, quindi se c’è un’anatomia insolita che viene trattata, la conoscenza del caso sarebbe disponibile altrove”, dice Dupont. Ma quel tipo di condivisione dell’intelligenza è ancora molto lontano. Per ora, sottolinea Dupont, i robot autonomi sono progettati per assistere i chirurghi umani, non per superarli. “Se si dispone di un sistema che può portare i medici su quella curva di apprendimento più velocemente e aiutarli a fare parti della procedura, questo sarà il vero vantaggio”.