Um robô mostra que as máquinas podem um dia substituir os cirurgiões humanos.

Há quase quatro décadas, a Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA) e a NASA começaram a impulsionar projetos que tornariam a cirurgia remota possível, seja no campo de batalha ou no espaço. Desses esforços iniciais, surgiram sistemas robóticos cirúrgicos como o Da Vinci , que funcionam como uma extensão do cirurgião, permitindo a realização de procedimentos minimamente invasivos com controles remotos e visão 3D. Mas isso ainda é apenas um humano usando uma ferramenta sofisticada. Agora, a incorporação de inteligência artificial generativa e aprendizado de máquina no controle de sistemas como o Da Vinci está começando a tornar imaginável o surgimento de robôs cirúrgicos autônomos.

Nesta quarta-feira, a revista Science Robotics publicou os resultados de um estudo conduzido por pesquisadores das Universidades Johns Hopkins e Stanford. Eles apresentam um sistema capaz de realizar diversas etapas de uma cirurgia de forma autônoma, aprendendo com vídeos de humanos operando e recebendo comandos em linguagem natural, assim como um residente de medicina faria.

Assim como no aprendizado humano, a equipe de cientistas vem incorporando as etapas necessárias para a realização de uma cirurgia em seu treinamento. No ano passado, a equipe da Johns Hopkins, liderada por Axel Krieger, treinou o robô para realizar três tarefas cirúrgicas básicas: manusear uma agulha, elevar tecido corporal e suturar. Esse treinamento foi realizado por meio de imitação e um sistema de aprendizado de máquina semelhante ao usado pelo ChatGPT, mas substituindo palavras e texto por uma linguagem robótica que traduz os ângulos do movimento da máquina em matemática.

No novo experimento, dois cirurgiões humanos experientes demonstraram cirurgias de remoção da vesícula biliar em tecido suíno fora do animal. Trinta e quatro vesículas biliares foram usadas para coletar 17 horas de dados e 16.000 trajetórias que a máquina usou para aprender. Os robôs, então, sem intervenção humana e com oito vesículas biliares que nunca tinham visto antes, foram capazes de executar com 100% de precisão algumas das 17 tarefas necessárias para remover o órgão, como identificar certos ductos e artérias, agarrá-los com precisão, posicionar clipes estrategicamente e cortar com tesouras. Durante os experimentos, o modelo foi capaz de corrigir seus próprios erros e se adaptar a situações imprevistas.

Em 2022, essa mesma equipe realizou a primeira cirurgia robótica autônoma em um animal vivo: uma laparoscopia em um porco. Mas esse robô exigiu tecido especialmente marcado, em um ambiente controlado e seguindo um plano cirúrgico definido. Em um comunicado de sua instituição, Krieger disse que era como ensinar um robô a dirigir por uma rota cuidadosamente mapeada. O novo experimento que ele acaba de apresentar seria — para o robô — como dirigir em uma estrada desconhecida com base apenas no conhecimento geral de como um carro se comporta.

José Granell , chefe do Departamento de Otorrinolaringologia e Cirurgia de Cabeça e Pescoço do Hospital Universitário HLA Moncloa e professor da Universidade Europeia de Madri, acredita que o trabalho da equipe da Johns Hopkins "está começando a se aproximar de algo que se aproxima da cirurgia real". "O problema com a cirurgia robótica de tecidos moles é que a biologia tem muita variabilidade intrínseca e, mesmo que você conheça a técnica, no mundo real existem muitos cenários possíveis", explica Granell. "Pedir a um robô para trabalhar um osso é fácil, mas com tecido mole, tudo é mais difícil porque ele se move. É imprevisível como ele reagirá quando você empurra, o quanto ele se moverá, se quando ele agarra uma artéria ela se romperá se eu puxar com muita força", continua o cirurgião, enfatizando: "Essa tecnologia muda a maneira como treinamos a sucessão de gestos que constitui a cirurgia".

Para Krieger, esse avanço nos leva "de robôs que podem realizar tarefas cirúrgicas específicas para robôs que realmente entendem procedimentos cirúrgicos". O líder da equipe que fez esse avanço com a ajuda da IA ​​generativa afirma: "É uma distinção crucial que nos aproxima significativamente de sistemas cirúrgicos autônomos clinicamente viáveis, capazes de navegar pela realidade confusa e imprevisível do atendimento ao paciente na vida real".

Francisco Clascá , professor de Anatomia Humana e Embriologia da Universidade Autônoma de Madri, comemora o progresso, mas ressalta que "é uma cirurgia muito simples" e é realizada em órgãos de "animais muito jovens, que não apresentam o nível de deterioração e complicações de uma pessoa de 60 ou 70 anos, que é quando esse tipo de cirurgia normalmente é necessário". Além disso, o robô ainda é muito mais lento do que um humano realizando as mesmas tarefas.

Uma meta que “está muito distante”

Mario Fernández, chefe do departamento de Cirurgia de Cabeça e Pescoço do Hospital Geral Universitário Gregorio Marañón, em Madri, considera o avanço interessante, mas acredita que a substituição de cirurgiões humanos por máquinas "ainda está longe". Ele alerta para o fascínio pela tecnologia sem considerar seus reais benefícios; e também seu preço, o que significa que ela não é acessível a todos.

“Conheço um hospital na Índia, por exemplo, onde eles têm um robô e conseguem realizar duas sessões cirúrgicas por mês, operando dois pacientes. Um total de 48 por ano. Para eles, a cirurgia robótica pode ser uma forma de brincar e aprender, mas não é uma realidade para os pacientes de lá”, diz Fernández, que acredita que “devemos valorizar” os avanços tecnológicos, mas que a cirurgia deve ser valorizada pelo que ela oferece aos pacientes. Como exemplo contrário, ele cita “uma técnica chamada cirurgia de ultrassom transoral , que foi desenvolvida em Madri e está disponível em todo o mundo, é realizada em seis pacientes por dia”.

Krieger acredita que sua prova de conceito demonstra que é possível realizar procedimentos cirúrgicos complexos de forma autônoma e que seu sistema de aprendizagem por imitação pode ser aplicado a mais tipos de cirurgias, algo que eles continuarão a testar com outras intervenções.

Olhando para o futuro, Granell ressalta que, além de continuar a superar desafios técnicos, o processo de adoção de robôs será lento porque, na cirurgia, "somos muito conservadores em relação à segurança do paciente". Ele também levanta questões filosóficas, como a superação da primeira e da segunda leis da robótica propostas por Isaac Asimov: "Um robô não pode ferir um ser humano nem, por inação, permitir que um ser humano sofra algum mal" e "um robô deve obedecer às ordens dadas por um ser humano, exceto quando tais ordens entrarem em conflito com a Primeira Lei". Este especialista aponta a aparente contradição representada pelo fato de que cirurgiões humanos "causam danos, buscando o benefício do paciente; e esta é uma dicotomia que [para um robô] terá que ser resolvida".