En una prueba en la que participaron media docena de cirujanos de todo Estados Unidos, un robot en miniatura creado en la Universidad de Nebraska-Lincoln completó con éxito una simulación quirúrgica a bordo de la Estación Espacial Internacional.
“Díganles a los astronautas que hoy tienen seis cirujanos adicionales”, dijo Yuman Fong, cirujano hepático del Centro Oncológico City of Hope en Los Ángeles, mientras observaba a un cirujano de Houston guiar al robot usando controles manuales y de pie desde una consola en la Sede en Lincoln de Virtual Incision, una empresa privada creada para desarrollar el robot MIRA.
MIRA, que significa Asistente robótico in vivo miniaturizado, se desarrolló bajo el liderazgo de Shane Farritor de la UNL, profesor de ingeniería Lederer y cofundador de Virtual Incision. Es el único dispositivo quirúrgico asistido por robot de factor de forma pequeño del mundo. El equipo de investigación de Nebraska aprovechó el diseño único de MIRA para crear spaceMIRA, una iteración que permite modos de operación de cirugía remota preprogramados y de larga distancia.
Farritor y la estudiante de doctorado Rachael Wagner obtuvieron una subvención a través del Programa Experimental de Nebraska de la NASA para Estimular la Investigación Competitiva (EPSCoR) para enviar el robot a la Estación Espacial Internacional. El robot despegó el 30 de enero desde la Estación de la Fuerza Espacial de Cabo Cañaveral en Florida a bordo de un cohete SpaceX que transportaba un vehículo de carga Northrop Grumman.
Es el primer robot quirúrgico a bordo de la estación espacial y una de las primeras veces que se prueban tareas de cirugía remota en el espacio.
Wagner, que está cursando un doctorado en ingeniería biomédica en la Universidad de Nebraska-Lincoln, sirvió como “control de misión”, comunicándose con el Centro de Operaciones de Carga Útil de la NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama, durante la cirugía simulada del 10 de febrero. Más tarde, tomó brevemente los controles del robot, mientras los cirujanos la aplaudían como la primera mujer en operar spaceMIRA en el espacio.
SpaceMIRA, que mide aproximadamente 30 pulgadas de largo y pesa alrededor de 2 libras, realizó sus maniobras dentro de un casillero experimental del tamaño de un horno de microondas. El dispositivo cilíndrico, que se parece un poco a una batidora de mano de gran tamaño, está rematado con dos brazos: el izquierdo equipado con una pinza y el derecho con tijeras. Una cámara articulada integrada permite al operador ver el robot mientras trabaja.
Durante la demostración quirúrgica, la latencia de la señal osciló entre dos tercios y tres cuartos de segundo de diferencia para que la acción en el centro de control sea ejecutada por el robot a bordo de la Estación Espacial.
Para compensar el retraso, los ingenieros experimentaron con diferentes factores de escala para los controles terrestres, de modo que movimientos más grandes en la Tierra dieran como resultado movimientos más pequeños del robot.
«Hay que esperar un poco para que se produzca el movimiento, definitivamente son movimientos más lentos de los que estás acostumbrado en el quirófano», dijo Michael Jobst, cirujano colorrectal de Lincoln, mientras tomaba el primer turno ante los controles.
Jobst ha participado en 15 procedimientos anteriores con MIRA, incluido su uso en un estudio clínico de 2021 para extirpar parte del colon de un paciente durante procedimientos en el Centro Médico Bryan LGH en Lincoln en 2021. La experiencia de Jobst se demostró mientras maniobraba hábilmente el dispositivo y sus brazos en el interior.
Varios de los cirujanos dijeron que estaban asombrados de que spaceMIRA pudiera operar en el espacio. Pero es la utilidad potencial del robot en la Tierra lo que realmente les entusiasma.
«Es un gran salto para la cirugía», dijo Ted Voloyiannis de Texas Oncology en Houston. Voloyiannis ha realizado más de 1.000 cirugías asistidas por robot durante los últimos 15 años. Pero los robots quirúrgicos que se utilizan habitualmente hoy en día son mucho más grandes y ocupan una habitación entera.
Mientras que un gran monitor a la derecha del centro de control mostraba múltiples vistas de la Tierra desde la Estación Espacial, las pantallas en el lado izquierdo de la sala proporcionaban al operador del robot una vista de las manos del robot y la estación de trabajo dentro de su caja. Un total de 10 bandas elásticas fueron atadas a paneles metálicos a la izquierda, derecha y centro delante del robot. En una simulación de movimientos, tensión y textura del tejido en cirugía, la tarea de los cirujanos era maniobrar el robot hasta su posición y usar sus «manos» para agarrar la banda, tensarla y cortarla.
Después de cortar cada banda por delante y por detrás, para un total de 20 cortes posibles, sus extremos aún unidos flotaban casi inmóviles en microgravedad. En una breve sesión de orientación dirigida por el ingeniero de Virtual Incision Lou Cubrich, se advirtió a los cirujanos que no cortaran las bandas en múltiples pedazos y que no se arriesgaran a romper el robot golpeándolo contra los lados y la parte trasera del casillero del experimento. Cualquier residuo suelto podría resultar desastroso para la Estación Espacial.
«Esto es simplemente asombroso», dijo Dmitry Oleynikov, cirujano jefe de Virtual Incision, mientras maniobraba spaceMIRA. Oleynikov es cofundador de Virtual Incision y trabajó con Farritor para desarrollar el robot.
