È arrivato il chirurgo robot che opera da solo

L’hanno già ribattezzato “dottor robot”. È un robot chirurgo che ha eseguito per la prima volta nella storia delle procedure autonome di rimozione della cistifellea senza alcun intervento umano. Il risultato, annunciato dai ricercatori della Johns Hopkins University, segna un momento storico verso l’impiego di sistemi chirurgici completamente autonomi in ambito clinico.

Il Surgical Robot Transformer-Hierarchy, meglio noto come SRT-H, ha completato con successo tutti i 17 passaggi dell’intervento di rimozione della cistifellea in otto prove consecutive su cadaveri di maiale. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science Robotics, dimostra capacità precedentemente ritenute possibili solo con il giudizio umano.

Il sistema ha dimostrato di saper adattarsi in tempo reale alle variazioni anatomiche, rispondere ai comandi vocali e autocorreggersi quando si presentavano situazioni impreviste anche se nel contesto semplificato di una operazione ex-vivo e non in una sala operatoria con il caos di una operazione su paziente vivo. Il robot ha impiegato in media cinque minuti e 17 secondi per completare i compiti richiesti, rispetto ai circa quattro minuti dei chirurghi umani.

Nonostante abbia impiegato più tempo e abbia operato in una situazione ex-vivo (cioè non in una vera sala operatoria “attiva” con un paziente vivo), i ricercatori hanno riscontrato che le prestazioni del robot erano paragonabili a quelle dei chirurghi esperti. Il sistema ha effettuato in media 6,4 autocorrezioni per operazione, dimostrando una notevole capacità di adattamento.

Il robot ha appreso le procedure analizzando 17 ore di filmati chirurgici che mostravano i chirurghi della Johns Hopkins eseguire interventi alla cistifellea su cadaveri di maiale. Costruito utilizzando lo stesso tipo generico di architettura di apprendimento automatico che alimenta ad esempio ChatGPT, SRT-H può rispondere a comandi vocali come “afferra la testa della cistifellea” e a correzioni come “sposta un po’ il braccio sinistro verso sinistra“. La tecnologia si è dimostrata più adattabile dei sistemi precedenti, riuscendo a operare con successo anche quando i ricercatori cambiavano deliberatamente la sua posizione di partenza.

Il sistema ha funzionato correttamente persino quando sono stati introdotti coloranti simili al sangue che alteravano l’aspetto del tessuto della cistifellea.

Quando il robot entra in sala operatoria

Un salto tecnologico verso il futuro

Questo lavoro rappresenta un’evoluzione significativa rispetto al risultato ottenuto dal team di Krieger nel 2022, quando lo Smart Tissue Autonomous Robot aveva eseguito il primo intervento chirurgico autonomo su un animale vivo. Tuttavia, quel sistema precedente richiedeva tessuti appositamente contrassegnati, operava in ambienti altamente controllati e seguiva piani chirurgici rigidi. Il nuovo sistema SRT-H si è dimostrato molto più flessibile e adattabile alle condizioni reali di sala operatoria. “Questo progresso porta da robot che possono eseguire compiti chirurgici specifici a robot che comprendono davvero le procedure chirurgiche“, ha detto Axel Krieger, esperto di robotica medica della Johns Hopkins che ha guidato la ricerca.

L’impatto di questa innovazione si estende ben oltre la singola procedura chirurgica. Il team di ricerca prevede di addestrare il sistema su ulteriori procedure chirurgiche ed espandere le sue capacità verso operazioni completamente autonome. La tecnologia potrebbe rivoluzionare la formazione dei chirurghi del futuro, che dovranno apprendere a collaborare con sistemi intelligenti sempre più sofisticati. Tuttavia, sono ancora necessari test approfonditi, approvazione normativa e validazione della sicurezza prima dell’impiego clinico su pazienti umani.

Ji Woong “Brian” Kim, autore principale dello studio ed ex ricercatore post-dottorato alla Johns Hopkins ora alla Stanford University, ha sottolineato che “questo lavoro rappresenta un grande salto rispetto agli sforzi precedenti perché affronta alcune delle barriere fondamentali all’impiego di robot chirurgici autonomi nel mondo reale“. La distinzione fondamentale di questo sistema risiede nella sua capacità di comprendere realmente le procedure chirurgiche, non solo di eseguire compiti specifici.

Questa caratteristica avvicina significativamente la medicina alla “realtà disordinata e imprevedibile dell’assistenza reale ai pazienti“, aprendo scenari prima impensabili per la chirurgia del futuro. Il successo dell’esperimento segna l’inizio di una nuova epoca in cui l’intelligenza artificiale non sarà più solo un supporto, ma un vero e proprio attore autonomo in sala operatoria.