Los robots quirúrgicos están evolucionando para admitir nuevos casos de uso

Como señaló News Medical, la robótica médica se ha utilizado durante más de tres décadas. Si bien los esfuerzos iniciales, como el Sistema endoscópico automatizado para un posicionamiento óptimo (AESOP) de la década de 1990, se centraron en funciones como el control de la cámara activada por voz, no pasó mucho tiempo antes de que la tecnología avanzara. La siguiente iteración de robots tenía múltiples brazos articulados que los cirujanos podían controlar desde una consola de computadora.

A pesar del rápido avance en operaciones remotas mínimamente invasivas, persistieron los desafíos en la forma y la retroalimentación: los factores de forma más grandes limitados por el procesador y los tamaños de las piezas restringieron el número de casos de uso potenciales, mientras que la falta de sensaciones de tacto y fuerza dificultó a los médicos crear precisión recortes e identificar posibles áreas de preocupación.

Sin embargo, los avances tanto en la construcción robótica como en la conexión de red han impulsado nuevos tipos de cirugía robótica. En marzo de 2019, un médico en Sanya, China, utilizó herramientas de cirugía remota para implantar un dispositivo de estimulación en el cerebro de un paciente de Parkinson que estaba en un hospital a 1.900 millas de distancia.

La cirugía robótica incluye asistencia asistida y soporte totalmente automatizado

Aunque las aplicaciones individuales varían según las herramientas y la tecnología disponibles para los profesionales médicos, existen dos tipos amplios de cirugía robótica: asistida y totalmente automatizada.

Los médicos controlan directamente las herramientas de asistencia para realizar pequeñas incisiones, garantizar la colocación precisa de los dispositivos médicos y acercar a los pacientes después de la cirugía. Las herramientas totalmente automatizadas son capaces de realizar tareas quirúrgicas de principio a fin sin necesidad de intervención humana. Como señaló el IEEE, se está trabajando en robots quirúrgicos totalmente autónomos. En 2016, el Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) pudo completar de forma independiente reparaciones en el intestino de un cerdo, en particular, con mayor precisión que un cirujano humano.

Aunque estas herramientas con todas las funciones son prometedoras, están lejos de estar listas para el uso general y los cirujanos no están preocupados por ser reemplazados. “Aunque los cirujanos nos enorgullecemos de nuestro oficio en la realización de procedimientos”, dijo el Dr. Peter Kim después del éxito de STAR, “tener una máquina que trabaje con nosotros para mejorar los resultados y la seguridad sería un gran beneficio”.

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Las redes 5G mejoran el nivel de atención

Entonces, ¿cómo funciona la cirugía robótica en la práctica? Lo primero que necesitan los cirujanos son tecnologías adaptadas a su propósito diseñadas para ofrecer resultados específicos. Como señaló la Clínica Mayo, por ejemplo, ahora los médicos pueden usar una combinación de brazos robóticos controlados a distancia y cámaras en miniatura para realizar una cirugía cardíaca robótica mínimamente invasiva para afecciones como el reemplazo de la válvula mitral, tricúspide o aórtica.

Las conexiones de red son críticas. Aunque los médicos pueden operar fácilmente herramientas robóticas sin latencia cuando están en la misma habitación, el aumento de las presiones pandémicas combinadas con la inminente escasez de médicos puede crear condiciones en las que los hospitales estén equipados con equipos quirúrgicos de vanguardia pero sin operadores capacitados. Eso significa que es posible que necesiten asociarse con operadores en otras ubicaciones.

Como resultado, las conexiones 5G emergentes son críticas. Según Ramsés Gallego, CTO internacional de ciberseguridad en Micro Focus y embajador del capítulo de ISACA en Barcelona, ​​las nuevas redes 5G “ofrecen un beneficio enorme para las tecnologías y velocidades de transferencia de datos casi en tiempo real”.

“La promesa es 10 veces el ancho de banda en comparación con 4G”, dice Gallego. “Si 4G te da un pico de 1 gigabyte por segundo, 5G te da un pico teórico de 10GBps”.

A medida que las redes 5G se expanden, Gallego cree que algunos hospitales se conectarán directamente a satélites en órbita en lugar de utilizar enrutadores e ISP tradicionales. Las conexiones 5G estables también ofrecen la promesa de una latencia significativamente reducida: desde casi 2 segundos usando las redes actuales hasta alrededor de 2 milisegundos para transmitir información entre dispositivos.

Los robots autónomos potencian la transformación de la atención médica

Para Gallego, el paso a robots quirúrgicos autónomos representa más que una transformación digital. “Debería verse más bien a través de la lente de la innovación radical, porque la atención médica se trata de personas y de salvar vidas”, dice.

Señala el uso cada vez mayor de algoritmos de aprendizaje automático (ML) para ayudar a mejorar las aplicaciones de dispositivos médicos inteligentes. En particular, ve una promesa en el aprendizaje automático y el aprendizaje reforzado sin supervisión.

Si bien los algoritmos de aprendizaje automático no supervisados ​​permiten descubrir patrones de comportamiento y mejorar los resultados de los pacientes, las herramientas basadas en el refuerzo “pueden aprender de sus errores, como los falsos positivos con tratamientos o diagnósticos”, dice Gallego. Ambos tipos permiten a los profesionales de la salud “comenzar a detectar patrones de comportamiento y destilar múltiples fuentes en una sola fuente de verdad”.

Gallego lo expresa de manera simple: “Este tipo de innovación radical amplifica el alcance y mejora las habilidades de las personas”.

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Seguridad y estabilidad de la red para cirugía robótica

Por supuesto, ningún cambio de solución sustancial está exento de obstáculos potenciales.

Primero está la estabilidad de la red. Para que la cirugía robótica 5G brinde resultados consistentes para los pacientes, las redes deben ser sólidas y libres de posibles interrupciones. Esto habla del punto de Gallego sobre las conexiones por satélite; para muchos hospitales, puede tener más sentido eludir a los proveedores tradicionales de Internet y, en cambio, confiar en alternativas de acceso directo.

La confiabilidad de los datos también es fundamental.

“Las organizaciones de atención médica deben asegurarse de que exista integridad de los datos”, dice Gallego. “Los datos provenientes de la sala de emergencias, la unidad de cuidados intensivos o la sala de operaciones no se pueden alterar”.

Eso se vuelve más complejo cuando la cirugía se realiza a distancia. Si los atacantes pueden comprometer y modificar los datos en tránsito, podrían informar incorrectamente los signos vitales del paciente o el estado actual del dispositivo y poner en peligro toda la operación. Otra preocupación es lo que Gallego describe como “DDoS [distributed denial of service] desde un punto de vista físico “. Es decir, si los atacantes pueden convencer a los profesionales médicos de que algo ha salido muy mal con las cirugías remotas, podrían ser retirados de otras tareas para resolver el supuesto problema, reduciendo así la cantidad de recursos disponibles para otras prioridades.

Para Gallego, el viaje hacia la cirugía remota habilitada para 5G requiere un nuevo enfoque de la ciberseguridad que, en cambio, se centre en la ciberresiliencia. En lugar del marco familiar de “identificar, detectar, prevenir, responder y recuperar”, sugiere que los hospitales deben “anticipar, resistir, recuperarse y evolucionar”.

A medida que la cirugía remota continúa madurando para abordar tanto las aplicaciones de front-end como el soporte de TI de back-end, promete no solo aliviar la escasez de personal, sino también ampliar el acceso a ciertos tipos de atención. Desde soluciones robóticas de asistencia hasta cirugía robótica totalmente automatizada, los dispositivos médicos habilitados para 5G están allanando el camino para que los médicos a distancia brinden una atención superior en cualquier momento y en cualquier lugar.