Eles não recebem bolos de frutas ou cartões de Natal de pacientes agradecidos, mas há décadas os robôs têm ajudado os médicos a realizar remoções de vesícula biliar, histerectomias, reparos de hérnia, cirurgias de próstata e muito mais. Enquanto os pacientes ficam inconscientes na mesa de cirurgia, braços robóticos e pinças trabalham em seus corpos em determinados estágios desses procedimentos - tudo guiado por médicos usando controles semelhantes a joysticks, um processo que minimiza o tremor da mão humana.
Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade Johns Hopkins e da Universidade de Stanford relatou um avanço significativo, treinando robôs com vídeos para realizar tarefas cirúrgicas com a habilidade de médicos humanos.
Os robôs aprenderam a manipular agulhas, dar nós e suturar ferimentos por conta própria. Além disso, os robôs treinados foram além da mera imitação, corrigindo seus próprios erros sem serem instruídos - por exemplo, pegando uma agulha que caiu. Os cientistas já iniciaram a próxima etapa do trabalho: combinar todas as diferentes habilidades em cirurgias completas realizadas em cadáveres de animais.
Uma nova geração de robôs mais autônomos tem o potencial de ajudar a resolver a grave escassez de cirurgiões nos Estados Unidos, afirmaram os pesquisadores.
Apresentada na recente Conferência sobre Aprendizagem de Robôs, em Munique, a pesquisa foi realizada quase quatro décadas depois que o PUMA 560 se tornou o primeiro robô a auxiliar na sala de cirurgia, ajudando em uma biópsia cerebral em 1985.
O novo trabalho está atualmente sendo revisado para publicação em um periódico. E os robôs cirúrgicos da próxima geração precisarão demonstrar segurança e eficácia em testes clínicos e receber a aprovação da Food and Drug Administration (FDA) antes de se tornarem um acessório nos hospitais.
Embora alguns estudos tenham demonstrado que a cirurgia robótica pode ser mais cara para o sistema geral de saúde sem ter um desempenho significativamente melhor do que a cirurgia tradicional, um artigo de 2023 no AMA Journal of Ethics concluiu que os cirurgiões estão se tornando mais experientes no uso dos robôs, o que resulta em melhorias.
No entanto, cientistas e médicos já estão divulgando a confiabilidade, a habilidade e a crescente autonomia dos robôs cirúrgicos como um passo importante para enfrentar uma possível crise. A combinação de uma população envelhecida que exigirá mais cirurgias e um nível estagnado de estudantes de medicina faz com que os Estados Unidos estejam a caminho de sofrer uma escassez de 10 mil a 20 mil cirurgiões até 2036, de acordo com um relatório deste ano da Associação Americana de Faculdades de Medicina.
“Em nosso trabalho, não estamos tentando substituir o cirurgião. Queremos apenas facilitar as coisas para ele”, disse Axel Krieger, professor associado da Johns Hopkins Whiting School of Engineering, que supervisionou a pesquisa. “Imagine: você quer um cirurgião cansado, onde você é o último paciente do dia, e o cirurgião está superexausto? Ou você quer um robô que esteja fazendo uma parte da cirurgia e realmente ajudando o cirurgião?”
Em 2020, os EUA registraram cerca de 876 mil cirurgias assistidas por robôs.
Os robôs usados por Krieger e seus colegas foram feitos a partir de kits de pesquisa fornecidos pela empresa de tecnologia médica Intuitive.
Ji Woong “Brian” Kim, pesquisador de pós-doutorado que trabalha com Krieger, disse que a equipe já desenvolveu um sistema “no qual é possível conversar com o robô como se fosse um residente cirúrgico. Você pode dizer coisas como: ‘Faça esta tarefa’. Você também pode dizer coisas como: ‘Mova-se para a esquerda’ e ‘Mova-se para a direita’”.
“Em minha mente, eu achava que eles ainda estavam alguns anos atrás do que demonstraram aqui”, disse Dipen J. Parekh, diretor de cirurgia robótica da Faculdade de Medicina Miller da Universidade de Miami, que não estava envolvido na pesquisa.
Mas ele enfatizou que ainda faltam muitas etapas para que os robôs possam realizar procedimentos cirúrgicos por conta própria.
“Os riscos são muito altos”, disse ele, ‘porque essa é uma questão de vida ou morte’. A anatomia de cada paciente é diferente, assim como a maneira como uma doença se comporta nos pacientes.
“Eu vejo [as imagens de] tomografias computadorizadas e ressonâncias magnéticas e depois faço a cirurgia”, controlando braços robóticos, disse Parekh. “Se você quiser que o robô faça a cirurgia sozinho, ele terá de entender todas as imagens, como ler as tomografias e as ressonâncias magnéticas.” Além disso, os robôs precisarão aprender a realizar a cirurgia laparoscópica, que utiliza incisões muito pequenas.
Ensinar robôs a aprender imitando ações em um vídeo deve reduzir a necessidade de programá-los para executar cada movimento individual necessário para um procedimento médico, de acordo com os pesquisadores.
O método de treinamento da equipe assemelha-se à abordagem usada no ChatGPT, exceto que, em vez de trabalhar com palavras, ele emprega uma linguagem que descreve a posição da garra do robô e a direção para a qual ela está apontando.
Os pesquisadores criaram seu modelo de treinamento usando fitas de vídeo de robôs realizando tarefas cirúrgicas em almofadas de sutura práticas. Cada imagem na sequência de vídeo é um arranjo de pixels que pode ser expresso em números. Em termos simples, o modelo pega os números que representam as imagens e os converte em outro conjunto de números que representam diferentes ações do robô.
Depois de treinar os robôs, os pesquisadores produziram um conjunto separado de vídeos demonstrando que os robôs podiam executar as tarefas cirúrgicas em um ambiente diferente - em carne de porco e frango.
“Achei muito empolgante. É o início de uma nova era”, disse Amer Zureikat, que não participou do estudo, mas atua como diretor de cirurgia robótica no University of Pittsburgh Medical Center.
Zureikat também advertiu que o trabalho, embora seja “um primeiro passo significativo”, ainda precisa superar vários obstáculos. “A maioria são questões logísticas que devem ser corrigidas com o tempo, à medida que a inteligência artificial for melhorando.”
Cientistas e médicos terão que descobrir como lidar com os desafios comuns da cirurgia, como sangramento e suturas mal colocadas.
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“Se ocorrer um erro, quem assume a responsabilidade?” perguntou Zureikat. “É o médico? É o desenvolvedor de IA? É a instalação hospitalar? Será que é o fabricante do robô?”
É provável que a privacidade também surja como uma questão importante. Os robôs discutidos na conferência de Munique não foram treinados com fitas de vídeo de cirurgias reais. Entretanto, eles precisarão ser treinados com fitas de vídeo de cirurgias reais para que os robôs avancem até o ponto em que possam operar com segurança por conta própria. Isso significará obter permissão dos pacientes para que seus vídeos cirúrgicos sejam usados para desenvolver sistemas de robôs.
Zureikat disse que os avanços no uso de equipamentos cirúrgicos robóticos provavelmente levantarão outras questões: “Os pacientes terão acesso igualitário à tecnologia?” e “Os cirurgiões dependerão tanto dos robôs que se tornarão menos hábeis em realizar cirurgias sem eles?”
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