Robot ascolta le istruzioni vocali del chirurgo ed esegue intervento rivoluzionario: “Pietra miliare”
Potrebbe sembrare fantascienza, ma un robot è stato in grado di eseguire un intervento chirurgico alla perfezione seguendo le istruzioni vocali del medico “assistente”. Ma non solo. Il Transformer-Hierarchy (SRT-H), nome del sistema robotizzato, è stato in grado di operare anche in completa autonomia, accorgendosi delle emergenze e correggere le proprie azioni all'occorrenza, esattamente come farebbe un chirurgo umano durante una lunga e complessa operazione, dove gli imprevisti – anche critici per la vita dei pazienti – sono all'ordine del giorno.
Il tutto, chiaramente, è basato sull'intelligenza artificiale (IA), un modello di apprendimento automatico non dissimile da quello alla base di chatbot come Chat-GPT, Copilot e le nuove IA che arriveranno in Parlamento. Non c'è da stupirsi che un simile successo venga considerato dai ricercatori una “pietra miliare” nell'ambito della chirurgica robotizzata e automatizzata. Simili sistemi potrebbero aumentare sensibilmente il numero di interventi eseguibili e ridurre al minimo il rischio di errori umani, magari legati allo stress e al burnout che possono avere un impatto significativo in sala operatoria.
A mettere a punto il pionieristico robot chirurgico Transformer-Hierarchy (SRT-H) è stato un team di ricerca statunitense guidato da scienziati del Laboratorio di rilevamento computazionale e robotica e del Dipartimento di Chirurgia della Johns Hopkins University, che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi del Dipartimento di Informatica dell'Università di Stanford e della società Optosurgical. I ricercatori, coordinati dal professor Axel Krieger, chirurgo specializzato in interventi robotizzati, con il nuovo sistema hanno perfezionato i risultati di un precedente intervento in laparoscopia eseguito da un robot autonomo. In quel caso, tuttavia, il robot era in grado di operare solo su tessuti opportunamente marcati e in un ambiente rigidamente controllato, come spiegato dai medici in un comunicato stampa; SRT-H funziona in un modo molto più avanzato, come certi dispositivi visti nei film di fantascienza.
Nel caso specifico, il robot è stato addestrato con videolezioni su operazioni di colecistectomia, ovvero la rimozione della colecisti o cistifellea, un piccolo organo sito sotto il fegato dove viene accumulata la bile prodotta dalle cellule epatiche, fondamentale per la digestione (in particolar modo dei grassi). L'operazione si basa su 17 fasi distinte, che il robot ha eseguito perfettamente su carcasse di maiale. A rendere il tutto particolarmente significativo è stato l'approccio dinamico e interpretativo di SRT-H, ben distante dal lavoro di un braccio robotico in una catena di montaggio che applica sportelli a una nuova auto. Il robot era infatti in grado di comprendere l'unicità anatomica di ogni “paziente” ed eseguire al volo i comandi del chirurgo, che magari lo invitava a spostare leggermente le braccia con clip e bisturi verso una determinata direzione, o magari ad afferrare o suturare un determinato elemento. Queste informazioni vengono memorizzate dal sistema e applicate in autonomia nelle sessioni successive, migliorandone l'efficacia.
SRT-H è anche in grado di rispondere in tempo reale agli imprevisti, reagendo di conseguenza. Ad esempio, i ricercatori hanno applicato un colorante su cistifellea, vasi e vasi per stravolgere all'improvviso l'ambiente di lavoro; anche in questo caso il robot è riuscito a interpretare la situazione e intervenire di conseguenza. Lo stesso è accaduto cambiandogli posizione; il robot è riuscito a tornare esattamente sul punto in cui doveva operare. Tutte le operazioni sono state eseguite con una precisione del 100 percento, con tempi leggermente più lunghi rispetto a quelli di un professionista con esperienza, ma su questo dettaglio si può chiaramente migliorare, fino a ribaltare del tutto la situazione. In pratica, SRT-H agisce come un bravo specializzando in chirurgia che sta imparando il mestiere; ci mette un po', ma ottiene grandi risultati.
“Questo risultato ci porta da robot in grado di eseguire compiti chirurgici specifici a robot che comprendono veramente le procedure chirurgiche”, ha affermato il professor Krieger. “Questa è 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”. Al momento SRT-H ha operato solo su cistifellee di suini, ma ci sono pochi dubbi sulle potenzialità in ambito clinico, ovvero sugli esseri umani.
Si tratta di un passo in avanti significativo rispetto ai pur eccezionali robot controllati da remoto come il celebre sistema da Vinci, protagonista di molteplici interventi pionieristici. Recentemente è stato reso operativo anche il primo robot che stampa e applica la pelle in 3D sui pazienti ustionati. Sono tutte innovazioni tecnologiche che, di concerto con i progressi dell'IA, miglioreranno sensibilmente gli esiti per i pazienti. I dettagli della ricerca “SRT-H: A hierarchical framework for autonomous surgery via language-conditioned imitation learning” sul nuovo robot chirurgico sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica ScienceRobotics.
