Cirurgia robótica com IA: Descubra como um sistema de inteligência artificial revolucionou procedimentos cirúrgicos
A Intuitive Surgical, uma empresa de biotecnologia americana, introduziu os robôs cirúrgicos DaVinci nos anos 1990, tornando-se equipamentos pioneiros em telecirurgia. Com esses robôs, cirurgiões experientes puderam operar remotamente, controlando as ferramentas e os braços do robô com base em vídeos enviados pelas câmeras integradas.
Recentemente, pesquisadores da Universidade Johns Hopkins instalaram uma IA semelhante ao ChatGPT em um robô DaVinci e o treinaram para realizar uma cirurgia de remoção de vesícula胆. A ideia de usar computadores para operar robôs cirúrgicos não é nova, mas anteriormente esses sistemas dependiam de ações pré-programadas.
'O programa dizia ao robô exatamente como se mover e o que fazer. Funcionava como estas mangueiras robóticas Kuka nas fábricas', afirma Ji Woong Kim, pesquisador principal na equipe que desenvolveu o sistema. Para melhorar isso, uma equipe liderada por Axel Krieger construiu o STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), que em 2022 realizou com sucesso uma cirurgia em um porco vivo.
Apesar do sucesso, o STAR ainda precisava de tecidos marcados e um plano pré-determinado. A principal diferença do novo sistema é que sua IA pode ajustar esse plano com base nos vídeos das câmeras. O novo robô consegue fazer muito mais.
'Nossa atualização é bem mais flexível', diz Kim. 'É uma IA que aprende a partir de demonstrações.' O novo sistema, chamado SRT-H (Surgical Robot Transformer), foi desenvolvido por Kim e seus colegas. As principais mudanças foram na hardware e no software.
Em vez de usar um robô personalizado como o STAR, a nova equipe focou no DaVinci, que se tornou a norma padrão em cirurgias teleoperadas, com mais de 10.000 unidades já instaladas em hospitais mundo afora.
Para treinar o robô, Kim escolheu a colecistectomia, uma operação rotineira nos Estados Unidos (cerca de 700.000 vezes por ano). 'O objetivo é remover os tubos conectando a vesícula a outros órgãos sem causar vazamentos de fluídos', explicou Kim.
A equipe do Kim quebrou o procedimento em 17 passos, usou muitas amostras de fígados e vesículos biliares de porcos e treinou um assistente para operar o robô repetidamente, criando assim um conjunto de dados de treinamento.
Os algoritmos que alimentam o SRT-H foram treinados com mais de 17 horas de vídeos capturados pelas câmeras do DaVinci e informações sobre os movimentos das ferramentas robóticas. Com base nesse conjunto de dados, o robô aprendeu a realizar a colecistectomia com 100% de sucesso em amostras não vistas durante o treinamento.
Apesar do sucesso, o acesso ao dado foi um desafio. A Intuitive Surgical recusou-se a compartilhar os dados necessários para treinar os algoritmos, preocupada com que a concorrência possa decifrar os segredos de seu robô.
Kim vê uma saída: 'Podemos começar a adicionar sensores de movimento em ferramentas cirúrgicas manuais e capturar os dados desse jeito'. Ele espera que, com o tempo, robôs como o SRT-H possam ser usados em humanos.
