- Antecedentes
Históricos - La informática como base
de la robótica - Motivos para incorporar robots a
la medicina en general y en la cirugía en
particular - Ventajas
- Desventajas
- Conclusiones
- Bibliografía
En este trabajo trato
de explicar sobre como LA INDUSTRIA DE LA CIRUGÍA
ROBÓTICA ha ido avanzado gracias a la tecnología.
Con sus nuevas técnicas,
está industria se encuentra actualmente trabajando en el
desarrollo de
nuevos accesorios que permite que las cosas se hagan mas
factibles.
Estos avances facilitan las intervenciones, incluso en
lugares de difícil acceso. A partir de esto
lograrán crearse modelos
informáticos que sirvan posteriormente para entrenamiento
virtual. De esta forma los equipos médicos
podrán practicar y adquirir destreza en distintas
modalidades quirúrgicas sin poner en peligro a
ningún paciente.
El primer robot controlador realimentado
fue el regulador de Watt, inventado en 1788 por el ingeniero
británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos
bolas metálicas unidas al eje motor de una
máquina de vapor y conectadas con una válvula que
regulaba el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad de
la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido
a la fuerza
centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto
hacía que disminuyera el flujo de vapor a la
máquina y por tanto la velocidad.
El control por
realimentación, el desarrollo de herramientas
especializadas y la división del trabajo en tareas
más pequeñas que pudieran realizar obreros o
máquinas fueron ingredientes esenciales en
la automatización de las fábricas en el
siglo XVIII. A medida que mejoraba la tecnología se
desarrollaron máquinas especializadas para tareas como
poner tapones a las botellas o verter caucho
líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo,
ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del
brazo humano, y no podía alcanzar objetos alejados y
colocarlos en la posición deseada.
El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o
manipulador, llevó al moderno robot. El inventor
estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo
primitivo que se podía programar para realizar tareas
específicas. En 1975, el ingeniero mecánico
estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en
la Universidad de
Stanford, en California, desarrolló un manipulador
polivalente realmente flexible conocido como Brazo Manipulador
Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era capaz de mover un
objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar
deseado que estuviera a su alcance. El concepto
básico multiarticulado del PUMA es la base de la
mayoría de los robots actuales.
Ejemplos de robots:
El Proyecto
D´Vinci nació en Montain View CA, USA en
Intuitive Surgical Inc. como un estudio aleatorio, prospectivo y
controlado concurrentemente y se realizó del 27 de julio
al 27 de octubre de 1998 en el hospital Torre Médica en
México DF.
Se reclutaron 475 pacientes, de los que se seleccionaron 250, 121
con litiasis biliar y 129 con enfermedad por reflujo
gastroesofágico. Se distribuyeron entre 4 equipos
quirúrgicos, integrados por los Drs. Barry Gardiner de
Oakland, Calif., Alan White de Tacoma, Washington, Guy Bernard
Cadiere de Bruselas, Bélgica y Adrián Carbajal de
México, asistidos por los Drs. Javier Benítez,
José Medina, Mark Vertruyen y Enrique Núñez.
Cada equipo realizó 62 cirugías en promedio, 50 %
con el sistema Intuitive
de tele presencia y 50 % con cirugía Laparoscopia
convencional. Mortalidad 0.4 % (0.4-0.8 %); morbilidad 2.08 %
(1.6-5.0 %). La clasificación, logística, la comparación entre
cirugía asistida por robot y laparoscopia convencional, el
análisis de morbimortalidad, un protocolo de
anestesia y el seguimiento a 1,3,6,12,18 y 24, representan el
cuerpo del primer estudio científico en el mundo con
equivalencia estadística de resultados entre ambas
modalidades VS los estándares de calidad
conseguidos hasta 1998.
El Proyecto Zeus nace en Goleta CA, USA en
Computer Motion en 1997 como un estudio aleatorio, prospectivo y
controlado concurrentemente y se concreta del 24 de Sept. Al 20
de nov. 2001 en el hospital Torre Medica, al reclutar 502
pacientes y seleccionar e intervenir 222 pacientes de
colecistectomia y funduplicacion de Nissen 3600 laparoscopicas
116 con el sistema Zeus de tele presencia, y 108 con laparoscopia
convencional, por los Drs. Adrián Carbajal como
investigador principal, y los Drs. Enrique Núñez,
Alan White, y Carlos Gracia, como cirujanos investigadores y los
Drs. José Mendoza, Javier Benítez, Oscar Orozco y
Salvador Valencia como cirujanos investigadores asociados.
Morbilidad 0.9 % (1.6-5.0 %), mortalidad 0.0 % (0.4-0.8 %). Los
resultados demuestran equivalencia estadística en ambos
procedimientos.
El Proyecto D´Vinci nació en Montain
View CA, USA en Intuitive Surgical Inc. como un estudio
aleatorio, prospectivo y controlado concurrentemente y se
realizó del 27 de julio al 27 de octubre de 1998 en el
hospital Torre Médica en México DF. Se reclutaron
475 pacientes, de los que se seleccionaron 250, 121 con litiasis
biliar y 129 con enfermedad por reflujo gastroesofágico.
Se distribuyeron entre 4 equipos quirúrgicos, integrados
por los Drs. Barry Gardiner de Oakland, Calif., Alan White de
Tacoma, Washington, Guy Bernard Cadiere de Bruselas,
Bélgica y Adrián Carbajal de México,
asistidos por los Drs. Javier Benítez, José Medina,
Mark Vertruyen y Enrique Núñez.
Cada equipo realizó 62 cirugías en
promedio, 50 % con el sistema Intuitive de tele presencia y 50 %
con cirugía Laparoscopia convencional. Mortalidad 0.4 %
(0.4-0.8 %); morbilidad 2.08 % (1.6-5.0 %). La
clasificación, logística, la comparación
entre cirugía asistida por robot y laparoscopia
convencional, el análisis de morbimortalidad, un protocolo
de anestesia y el seguimiento a 1,3,6,12,18 y 24, representan el
cuerpo del primer estudio científico en el mundo con
equivalencia estadística de resultados entre ambas
modalidades VS los estándares de calidad conseguidos hasta
1998.
El Proyecto Zeus nace en Goleta CA, USA en
Computer Motion en 1997 como un estudio aleatorio, prospectivo y
controlado concurrentemente y se concreta del 24 de Sept. Al 20
de nov. 2001 en el hospital Torre Medica, al reclutar 502
pacientes y seleccionar e intervenir 222 pacientes de
colecistectomia y funduplicacion de Nissen 3600 laparoscopicas
116 con el sistema Zeus de tele presencia, y 108 con laparoscopia
convencional, por los Drs. Adrián Carbajal como
investigador principal, y los Drs. Enrique Núñez,
Alan White, y Carlos Gracia, como cirujanos investigadores y los
Drs. José Mendoza, Javier Benítez, Oscar Orozco y
Salvador Valencia como cirujanos investigadores asociados.
Morbilidad 0.9 % (1.6-5.0 %), mortalidad 0.0 % (0.4-0.8 %). Los
resultados demuestran equivalencia estadística en ambos
procedimientos.
3. La informática como base de la
robótica
Para comenzar a estudiar un poco más el tema de
la cirugía robótica debemos de adentrarnos hacia las
bases que las sostienen. Esta es sin lugar a duda la
informática (que gracias a esta se le dio paso a la
cibernética). A la llegada de esta disciplina
muchos cambios han ocurrido, principalmente gracias al incremento
del poder y la
capacidad de las computadoras.
Por ejemplo y a nuestro gusto el mejor de ellos, es el Internet el cual provee de
acceso directo e inmediato con la información, esto hace algunos años
parecía imposible.
Es evidente que el uso de las computadoras en nuestra
vida diaria es inevitable y más que eso inminentemente
necesario, ya que gran parte de la información y de
nuestras actividades se facilitan gracias a ellas. Por supuesto
la medicina no
podía quedar fuera, pues el uso de las computadoras y
aparatos cibernéticos han ayudado en gran parte a su
desarrollo. Sin darnos cuenta los médicos hacen uso de la
tecnología en su vida diaria:
El paciente hace la cita por Internet, su
historia se
almacena en la
computadora, el manejo de la información se hace por
medio de CD-ROM etc. solo por citar algunos
ejemplos.
El paso de la era industria a la informática es
la que nos lleva a todo esto y mas. Incluso dentro de la educación se ha
manifestado.
Un estudiante de medicina ya no tiene que imaginar
cómo son las ramas de la aorta; ahora puede
sentarse frente a su computadora
personal para
observarla, rodearla, y reconocer sus órganos vecinos,
inclusive puede tocarla o si lo desea puede navegar en su
interior y sentir la textura de una placa ateroma tosa. De igual
manera, un cirujano puede navegar por el tracto gastrointestinal,
ver una úlcera, sentirla, hacer una biopsiavirtual,
predecir qué ocurriría con el tratamiento
médico e inclusive realizar la cirugía a su
paciente cuantas veces lo desee antes de llevarlo al
quirófano.
Más ejemplos de este tipo de avances es el uso de
la telemedicina.
La telemedicina es la utilización de las comunicaciones
basadas en la informática (telemática), en el campo médico. Es
la transmisión de la historia clínica,
radiografías, placas de patología e intervenciones
quirúrgicas con el objetivo de
realizar un ínter consulta, brindar educación,
entrenamiento o asistencia a un cirujano que se encuentra a
distancia.
Para transmitir la información médica se
requiere digitalizarla. Digitalizar es convertir los
átomos en bits, lo cual se representa perfectamente cuando
enviamos un correo electrónico en lugar de colocar
una carta en el
correo.
Dentro de la telemedicina se encuentra a lo que se le
llama tele conferencias que es la realización de una
conferencia en
vivo, en la cual el expositor permanece en su lugar de trabajo
sin tener la necesidad de viajar hasta el sitio donde se
encuentran los participantes. Éstos a su vez, tienen la
posibilidad de interactuar con el expositor, realizando preguntas
y discutiendo los casos a pesar de encontrarse a cientos de
kilómetros de distancia.
Todos estos factores se con juntan y nos sientan las
bases para el punto al que queremos llegar: el uso de la
cirugía robótica.
Estos no se podrían realizar si no existieran los
llamados robots para cirugía, ni el uso de aparatos para
la exploración del cuerpo humano.
Dentro de la cirugía robótica a precisión no
importa o de exploración
Cuando se menciona la palabra "robot" se puede pensar en
diferentes cosas. Así, algunos evocarán a un
humanoide metálico, otros a un aparato industrial.
Si ahora hablamos de "robots en medicina" la confusión es
aún mayor y el rango del pensamiento va
desde simples equipos de laboratorio a
robots quirúrgicos altamente complejos que tanto pueden
ayudar al cirujano a realizar sus operaciones, como
efectuarlas ellos mismos.
4. Motivos para incorporar
robots a la medicina en general y en la cirugía en
particular
Existen muchas razones, las que
habitualmente se invocan son:
- Velocidad.
- Precisión.
- Fiabilidad.
- Buena relación.
- Costo/rendimiento.
Por ejemplo, el brazo robótica que sostiene el
endoscopio con la cámara durante una cirugía
video
asistida, no experimentará fatiga cualquiera sea el
tiempo que
dure la operación, no presentará temblor y
será capaz de realizar su trabajo adecuadamente en la
décima o centésima operación, tal como en la
primera. Ahora bien, el uso de robots no está confinado al
quirófano.
De hecho, existen diversos equipos que han demostrado su
eficacia en
otras áreas, tales como los equipos de laboratorio, los
robots que llevan y distribuyen fármacos dentro del
hospital, los robots de rehabilitación, etc. Bueno pero
dentro de la cirugía robótica que se aplica en
específico, pues bueno, la cirugía robótica
es un paso más avanzado de lo anterior, ya que se trata
del proceso
mediante el cual es el robot el que efectúa un procedimiento
quirúrgico bajo el control de un programa de
computadora. En este caso, el cirujano participa generalmente en
la planificación del procedimiento, pero es un
observador en la implementación del plan ya que la
ejecución del mismo es realizada exclusivamente por el
robot.
¿Qué es lo que se obtiene con esta
práctica?
Se logra – entre otras cosas que no existan desviaciones
de la trayectoria planificada, alta seguridad con
velocidades de ejecución y maniobras totalmente
predecibles. Claro mientras que en la cirugía
robótica es el robot el que – una vez programado – realiza
por sí mismo la operación, en la tele
cirugía existen robots que efectúan
íntegramente los procedimientos pero bajo la guía
del cirujano.
Como sabemos, tele presencia implica un cirujano operando desde
una localidad remota, ya sea en la habitación de al lado o
en las antípodas del mundo.
Ello se logra manipulando brazos robóticas
mediante una complicada interfase que combina retroalimentación visual, auditiva y
táctil. Esta interfase es fundamental, ya que el cirujano
sólo cuenta con los datos brindados
por los censores robóticos que actúan sobre el
paciente.
Los movimientos de las manos del cirujano son transmitidos a los
brazos robóticos que los reproducen fielmente. Para los
ojos del cirujano la manija que mueve en la consola y el
instrumento que reproduce ese movimiento en
el paciente constituye una única entidad. Esto junto al
'haptic' (dispositivo de 'force-feedback') que le da a sus manos
la sensación de tacto y resistencia sobre
los tejidos que
manipulan los brazos robóticos, incrementan notoriamente
la sensación de inmersión.
Ejemplo de cirugía asistida por computadora
(robots) en ella se da una invasión
mínima
Aunque la cirugía robótica y la tele
cirugía tienen muchos puntos en común, los métodos
usados para el control del robot y de la interfase hombre-computadora varían
significativamente. Debido a la complejidad de esta interfase, la
tele cirugía se usa principalmente para las
cirugías mínimamente invasivas, en donde se
actúa con instrumentos que ingresan por pequeñas
incisiones, sin usar las manos dentro de la cavidad que se
está operando.
Más aún, recientemente se han realizado
experimentos
usando mini-robots que inyectados en los vasos femorales son
guiados hasta los vasos cerebrales de hasta 1.5 Mm. de
diámetro. Esto para nosotros dentro de nuestra investigación es muy interesante , pero
para detallar mas lo que son las cirugías con robots a
continuación presentamos un articulo que conseguimos en
Internet, este pequeño articulo nos da una muestra de como
se esta dando el implemento de estas nuevas técnicas en la
cirugía, lo interesante de este articulo es que es de
índole nacional, esto quiere decir que en nuestro
país también se están dando este tipo de
practicas y que dentro del ámbito mundial se nos
reconoce.
México, DF.- Las manos de un cirujano mexicano,
unidas a los brazos de un robot, logran realizar una de las
maravillas científicas de nuestro tiempo, la
cirugía robótica .La mente y la astucia está
en el hombre, la
ejecución en la máquina. En la operación, el
sistema está controlado por un micrófono que usa el
cirujano y alrededor del paciente hay tres brazos de robot, uno
con una cámara y dos con instrumentos robóticos que
tienen articulaciones
adentro, explicó el doctor Adrián Carbajal, del
Hospital Torre Médica.
En las salas del Hospital Torre Médica,
México inauguró el proyecto de una cirugía
de tele presencia. El Colegio estadounidense de Cirujanos, en San
Francisco, California, se encargó de la operación
robótica, que gracias a la fibra
óptica, por primera vez se transmitió en 22
países. Así, en ambos lados del mundo o de
diferentes países, los médicos ven la misma
cirugía y pueden discutir el caso y dar cada quien sus
puntos de vista sobre la cirugía, comentó Carvajal.
Mediante una computadora, el doctor Adrián Carvajal
practicó una cirugía de hernia y envió la
señal a sus colegas, quienes desde donde están,
pueden hacer señalamientos en la pantalla.
A través de cuatro líneas
telefónicas, explicó Antonio Arce, de Computer
motion. México se coloca a la vanguardia en
sistemas de
cirugía robótica de tele transmisión.
"Significa un reconocimiento muy interesante de otros
países hacia México, hacia la calidad de
cirugía que se hace en nuestro país, es un orgullo,
es un privilegio", afirma el doctor Carvajal.
Próximamente, por medio de este sistema que por cierto
lleva el nombre del filósofo griego "Sócrates",
se podrán hacer todo tipo de cirugías
cardiovasculares y del cerebro.
- Pueden ayudar a
los cirujanos a realizar sus operaciones, tienen velocidad,
repetibilidad, fiabilidad, precisión y buena
relación costo
rendimiento. - Además no experimentan fatiga, cualquiera
que sea que dure la operación, no presentara temblor y
será capaz de realizar su trabajo adecuadamente en la
décima ó centésima operación, tal
como en la primera. También se logran entre otras
cosas que no existan desviaciones de la trayectoria
planificada y alta seguridad con velocidades de
ejecución y maniobras totalmente
predecibles. - Otro punto a favor para la cirugía
robótica, es que, los robots actuales son más
robustos, rápidos y fiables. Su capacidad de carga y
repetitividad es comparativamente superior y su programación se ha facilitado
considerablemente. Los robots están demostrando ser el
aliado del cirujano, permitiéndole alcanzar objetivos
jamás imaginados. - Otra facilidad para los cirujanos es que, los
robots pueden ser manipulados fácilmente.
Además la conexión con la computadora puede
hacerse con un cable aéreo. La computadora el robot y
el medio
ambiente están en la misma mesa, cerca del usuario
para facilitarle el
trabajo. - Técnicamente tiene muchas
características interesantes, el robot básico
se le pueden agregar muchas extensiones como por ejemplo;
cámaras de video para el reconocimiento de imágenes ó un brazo
mecánico con dos grados de libertad
para poder tomar y manipular una infinidad de
objetos. - También facilitan las intervenciones no
masivas, incluso en lugares de difícil
acceso.
- Es muy costoso para países en pleno
desarrollo. - El tiempo de duración de la
programación del mismo es complicado ya que tiene que
ser muy preciso en sus funciones.
Una cirugía robótica es más lenta que
una convencional ya que el robot esta limitado a tener solo 6
movimientos a comparación de la mano humana que puede
tener entre 20 y 25 movimientos diferentes. - El avance de la cirugía robótica ha
quedado estancado debido a las limitaciones de la
tecnología.
Esta investigación me introdujo al fascinante
mundo de la cirugía robótica, me he podido dar
cuenta que el hombre gracias a la tecnología puede hacer
grandes aportaciones a la medicina y en general a la
humanidad.
La cirugía robótica es una herramienta
indispensable dentro del campo de la medicina gracias a ella el
hombre ha podido explorar su propio cuerpo sin necesidad de hacer
una gran incisión, a realizado cirugías a grandes
distancias.
En fin ha llegado a objetivos que antes eran imposibles
de alcanzar. Pero siempre dentro de todo se encuentran detalles,
así en la cirugía robótica hay ciertos
límites
que el hombre debe de superar, ahora el reto de los ingenieros es
crear nuevas
tecnologías que permitan evolucionar los sistemas
establecidos.
Virtual. Se refiere a todo lo visible, a la
representación visible de algo.
Informática. Técnicas de procesos de
datos pro medio de ordenadores.
Cibernética. Estudio de las conexiones
nerviosas de los animales y de las
transmisiones eléctricas de las maquinas
modernas.
Internet. Red mundial de
computadoras
CD-ROM. Dispositivo que se utiliza para guardar
distintos datos e información,
Aorta. Arteria principal del cuerpo
Biopsia. Examen microscópico de un
fragmento cortado de un órgano vivo.
Correo electrónico. Mensajes enviados a
través del Internet.
Programa. Serie de paso para resolver un
problema, en el caso de las computadoras, pasos
determinados.
Interfase. Intermediario entre el usuario de una
computadora o elemento de computo y la maquina en si.
Cirugía laparoscopia. En un sentido
técnico, la laparoscopia es estrictamente un procedimiento
diagnóstico en el cual se examina el
interior de la cavidad peritoneal, con un instrumento llamado
laparoscopio
Técnicas endoscopias. Son las diversas
formas en las que se realiza la endoscopia que trata del examen
visual del uretra y la vejiga.
Algunos artículos encontrados en el buscador de
GOOGLE.
Palabras claves:
"Cirugía robótica"
"Robótica"
Juan Carlos Góngora Arango; Cirugía
General, Cirugía Laparoscopia Avanzada. Instituto de de
las ciencias de la
salud
Medellín, Colombia.
Instituto de Investigación Contra el Cáncer
del Aparato Digestivo
IRCAD, Instituto
Dr. Rodolfo Altrudi Jefe de Unidad Cirugía
General Coordinador de Informática Biomédica
Hospital Gral. De Agudos F. Santojanni Vicepresidente del
Grupo de
Informática Biomédica de Buenos
Aires
Autor:
Ana Karina Mancisidor Zevallos
Estudiante de la Facultad de Negocios
Internacionales
Microeconomía
Córdova Jorge