Los cirujanos y científicos del Instituto Sheikh Zayed para la Innovación Quirúrgica Pediátrica en el Sistema Nacional de Salud de los Niños son los primeros en demostrar que la cirugía robótica autónoma supervisada de tejidos blandos en un sujeto vivo in vivo en un entorno quirúrgico abierto es factible y supera a la clínica estándartécnicas en un entorno clínico dinámico.
El estudio, publicado hoy en Medicina traslacional de la ciencia , informa los resultados de las cirugías de tejidos blandos realizadas en tejidos porcinos inanimados y cerdos vivos utilizando tecnología quirúrgica robótica patentada, Smart Tissue Autonomous Robot STAR, desarrollado en Children's National. Esta tecnología elimina las manos del cirujano del procedimiento, en su lugar utilizael cirujano como supervisor, con sutura de tejidos blandos planificada y realizada de forma autónoma por el sistema robótico STAR
Los tejidos blandos son los tejidos que conectan, sostienen o rodean otras estructuras y órganos del cuerpo, como tendones, ligamentos, fascia, piel, tejidos fibrosos, grasa, membranas sinoviales, músculos, nervios y vasos sanguíneos. Actualmente más de 44,5 millonesLas cirugías de tejidos blandos se realizan en los Estados Unidos cada año.
"Nuestros resultados demuestran el potencial de los robots autónomos para mejorar la eficacia, la consistencia, el resultado funcional y la accesibilidad de las técnicas quirúrgicas", dijo el Dr. Peter C. Kim, Vicepresidente y Cirujano Jefe Asociado, Instituto Sheikh Zayed para PediatríaInnovación quirúrgica: "La intención de esta demostración no es reemplazar a los cirujanos, sino expandir la capacidad humana y la capacidad a través de una visión mejorada, destreza e inteligencia artificial complementaria para obtener mejores resultados quirúrgicos".
Si bien la cirugía asistida por robot RAS ha aumentado en adopción en entornos de atención médica, la ejecución de la cirugía de tejidos blandos se ha mantenido completamente manual, en gran parte debido a los cambios impredecibles, elásticos y plásticos en los tejidos blandos que ocurren durante la cirugía, lo que requiere que el cirujanohacer ajustes constantes
Para superar este desafío, STAR utiliza un sistema de seguimiento que integra marcadores fluorescentes de infrarrojo cercano NIRF y visión pleóptica 3D, que captura la información del campo de luz para proporcionar imágenes de una escena en tres dimensiones. Este sistema permite el seguimiento preciso y sin inhibiciones del tejidomovimiento y cambio a lo largo del procedimiento quirúrgico. Este seguimiento se combina con otra innovación de STAR, un algoritmo inteligente que guía el plan quirúrgico y realiza ajustes al plan de forma autónoma en tiempo real a medida que se mueve el tejido y se producen otros cambios. El sistema STAR también emplea detección de fuerza, posicionamiento submilimétrico y herramientas quirúrgicas accionadas. Cuenta con un brazo robusto del lado del lecho extendido con una herramienta de sutura laparoscópica articulada para un robot combinado de ocho grados de libertad.
"Hasta ahora, la cirugía autónoma de robots se ha limitado a aplicaciones con anatomía rígida, como el corte óseo, porque son más predecibles", dijo Axel Krieger, PhD, y director técnico de Smart Tools en el Instituto de Innovación Quirúrgica Pediátrica Sheikh Zayeden Children's National. "Mediante el uso del novedoso seguimiento de tejidos y la medición de la fuerza aplicada, junto con el software de automatización de suturas, nuestro sistema robótico puede detectar movimientos arbitrarios de tejidos en tiempo real y ajustarlos automáticamente".
Para comparar la efectividad de STAR con otros procedimientos quirúrgicos disponibles, el estudio incluyó dos cirugías diferentes realizadas en tejido porcino inanimado ex vivo, sutura lineal y una anastomosis intestinal de extremo a extremo, que implica conectar los bucles tubulares deintestino. Los resultados de cada cirugía se compararon con el mismo procedimiento quirúrgico realizado manualmente por un cirujano experimentado, por laparoscopia y por RAS con el sistema quirúrgico daVinci.
La anastomosis intestinal fue el procedimiento quirúrgico realizado en los sujetos vivos in vivo en el estudio. El equipo de investigación de Children's National realizó cuatro cirugías de anastomosis en cerdos vivos con tecnología STAR y todos los sujetos sobrevivieron sin complicaciones. El estudio comparó estos resultados conel mismo procedimiento realizado manualmente por un cirujano experimentado utilizando herramientas quirúrgicas estándar.
"Elegimos la compleja tarea de la anastomosis como prueba de concepto porque esta cirugía de tejidos blandos se realiza más de un millón de veces al año en los Estados Unidos", dijo el Dr. Kim.
Todas las cirugías se compararon en función de las métricas de anastomosis, incluida la consistencia de la sutura en función del espaciado promedio de la sutura, la presión a la que se filtró la anastomosis, el número de errores que requirieron retirar la aguja del tejido, el tiempo de finalización y la reducción de la luz,que mide cualquier restricción en el tamaño de la abertura tubular.
La comparación mostró que los procedimientos robóticos autónomos supervisados con STAR demostraron ser superiores a la cirugía realizada por cirujanos experimentados y técnicas RAS, ya sea en tejidos porcinos estáticos o en muestras vivas, en áreas tales como el espaciado de sutura constante, que ayuda a promover la curación, y enresistir presiones de fuga más altas, ya que la fuga puede ser una complicación significativa de la cirugía de anastomosis. Los errores que requieren la extracción de la aguja fueron mínimos y la reducción de la luz para las cirugías STAR estuvo dentro del rango aceptable.
En la comparación con sujetos vivos, la cirugía de control manual tomó menos tiempo, ocho minutos versus 35 minutos para el procedimiento STAR más rápido, sin embargo, los investigadores notaron que la duración de la cirugía STAR fue comparable al promedio de la anastomosis clínica laparoscópica, que varíade 30 minutos a 90 minutos, según la complejidad del procedimiento.
El Dr. Kim dijo que, dado que la cirugía robótica autónoma supervisada para procedimientos de tejidos blandos ha demostrado ser efectiva, un próximo paso en el ciclo de desarrollo sería una mayor miniaturización de herramientas y sensores mejorados para permitir un uso más amplio del sistema STAR.
Agregó que, con el socio adecuado, parte o la totalidad de la tecnología puede llevarse al espacio clínico y al lado de la cama en los próximos dos años.
El Instituto Sheikh Zayed para la Innovación Quirúrgica Pediátrica en el Sistema Nacional de Salud Infantil es un centro de innovación enfocado en hacer que la cirugía pediátrica sea más precisa, menos invasiva y sin dolor. Fundada en 2010 a través de una donación de $ 150 millones del gobierno de Abu Dhabi, elActualmente, el instituto cuenta con más de 20 investigadores afiliados principalmente al instituto y más de 70 personal técnico y científico, incluidos estudiantes y becarios de posgrado y posgrado. El instituto cuenta con el respaldo y acceso de más de 600 médicos y médicos clínicos conChildren's National y el Children's Research Institute, el brazo de investigación de Children's National.
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Materiales proporcionado por Sistema Nacional de Salud Infantil . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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