Aplicaciones de Robots en el campo de la Medicina

Introducción

Desde la antigüedad el hombre a buscado los medios
para mejorar las dolencias, los síntomas, los problemas
que se presentan al adquirir una perturbación en el
organismo; así como también las muertes que se
producían a raíz de estas anormalidades en la salud
humana. Podemos volver al pasado y encontrarnos con diferentes
costumbres o formas de medicina que nuestros antiguos
enían, formas un poco ortodoxas, fuera de un nivel
soportable para un paciente. Dichos procesos de sanación
en aquellos tiempos eran vistos como algo religioso con una
mezcla de magia, al no poder establecer realmente el
análisis para explicar el por qué de la mejora en
los síntomas de un ser humano. A partir de los avances de
una cultura un poco más desarrollada, en el occidente
(Grecia Clásica) se desarrolla la medicina y se desglosa
en tres etapas principales: La Morfológica, referida a la
anatomía descriptiva; La Funcional, que conjuntamente con
la anatomía se centra en la Fisiología, la
Sociología y la Psicología; y la Patológica,
donde desaparece una idea de magia o religión y se empieza
a dar sentido al origen de las alteraciones en la salud. A partir
del siglo XV, poca del renacimiento, fue también una era
de avances en la medicina, sobre todo en las tres tapas antes
mencionadas, Anatomía, Fisiología y
Patología; ya que al implementar una técnica de
disección en cadáveres y teniendo como principal
autor a Andrés Vasalio, quien en 1553 publica De Humani
Corporis Fabrica" se logró mejorar el concepto de
anatomía existente en esos tiempos: mientras que la
Fisiología inicia en la obra de Willians Harvey con el
aporte de su descubrimiento de la circulación mayor; y
finalmente la Patología renace con la inclusión del
método llamado utopsia que se inicia con intenciones
anatomopatológicas.

Con el paso del tiempo y las ontribuciones de
países como Dinamarca, Francia e Inglaterra; que fueron
potencias en la medicina, se obtienen avances
importantísimos en los siguientes tres siglos. A partir
del siglo XIX los avances en la medicina establecen conceptos
cruciales para lo que hoy en día tenemos; vances que se
centraban en el concepto científico de la
Neurocirugía. Por otro lado los avances
tecnológicos en la robótica aparecieron a partir
del siglo XVIII, se presentaron en los mecanismos de los relojes
de algunas iglesias de aquella época, pero en realidad el
primer robot fue el egulador de Watt, que apareció en 1978
y fue creado por el ingeniero británico James Watt; que
servía para regular el flujo del vapor; lo hacía
mediante dos bolas metálicas que se encontraban unidas al
eje motor de una máquina de vapor y estaban conectadas con
una válvula. Es por esto que las grandes fábricas
de éste siglo vieron la utilidad de implementar
máquinas que pudieran reemplazar la mano obrera,
obteniendo beneficios; tanto monetarios, como en calidad de
laboración. En 1954 el inventor Estadounidense George
Devol, creó el primer brazo robótico capaz de
realizar tareas simples especificas. Pero en 1975 el ingeniero
estadounidense creó un primer brazo robot capaz de
realizar movimientos y tareas semejantes a la de un brazo humano;
dicho proyecto se llamó Brazo Manipulador Universal
Programable (PUMA); que se transformó en la base de todos
los proyectos actuales. Ahora en la medicina empezamos a tener
asistencia robótica esde 1994, pero en 1997 recién
se intervienen los primeros pacientes con esta ayuda
tecnológica; n 1998 por otro lado empiezan proyectos
más grandes, como el proyecto DA VINCI, en 2001 se trabaja
en el proyecto ZEUS. En el 2003 se funcionan fabricantes y
procedimientos. Hoy en día se han realizado cerca de
600000 intervenciones con ayuda robótica.

Utilidad de la
robótica en la medicina

Figura 1: Aplicaciones de la
robótica en la medicina

La robótica es de gran utilidad en la medicina;
debido a que al ser programable y tener precisión exacta,
permite al especialista acceder de mejor manera a áreas de
riesgo o áreas en donde no se puede generar error alguno.
Esta tecnología, además de ofrecer una
intervención mejorada, ayuda al paciente a que su
recuperación sea más rápida, no daña
los tejidos sanos que se encuentran cercanos al área de
operación y elimina lo que se conoce como temblores
humanos al momento de la cirugía. No solo está
presente al momento de operación, sino que la
robótica también avorece a un paciente con
alternativas de prótesis o suministro de medicamentos;
éste último es necesario más que nada en
pacientes que no tienen reacciones; es decir a aquellas personas
que se encuentran en situaciones críticas. Es por esto que
a continuación se clasificará a la robótica
médica en tres etapas de asistencia.

a) Robots quirúrgicos

b) Robots para la rehabilitación y
prótesis

c) Robots de almacenaje y distribución de
medicamentos

A. ROBOTS QUIRÚRJICOS

Esta clase de Robots, permiten a los cirujanos realizar
intervenciones complejas con resultados muy favorables, dichas
intervenciones pueden ser tanto de exactitud como de fuerza; por
ejemplo de exactitud podríamos hablar de una
cirugía en la cabeza o el área cerebral; en donde
la precisión juega un papel crucial en la
intervención quirúrgica. Por otro lado
podríamos hablar de una ntervención de fuerza,
cuando se necesitara cortar algún hueso, de ésta
manera no se daña

ninguna parte sana, como tejidos o el resto del hueso.
Con ésta ayuda conseguimos a más de xactitud en el
proceso, disminución del tiempo de operación,
disminución de la herida y por lo tanto del tiempo de
recuperación. El robot puede además estar guiado
por cámaras y con la información suficiente del
paciente para cumplir funciones distintas, como por ejemplo; ser
una regla o dirigir su función a un punto
específico del paciente; es por esto que esta
tecnología podría variar según la necesidad;
siendo desde un brazo mecánico convencional o elementos de
medida. Vale mencionar también la ventaja de la
telecirugía, que permite al paciente recibir un mejor
tratamiento en su ntervención al contar con cualquier
especialista del mundo ya sea para operar o para
asesorar.

Figura 2: Brazo Robot

Figura 3: Asistencia con
cámaras

B. ROBOTS PARA REHABILITACIÓN Y
PRÓTESIS

Con esta clase de robots, el paciente obtiene una
terapia más adecuada para el caso de la
rehabilitación; debido a que ésta
tecnología, permite a la persona que la usa, realizar
los

movimientos adecuados y con la fuerza adecuada
según el pronóstico medico; además es una
herramienta muy útil para el terapeuta; ya que la mayor
preocupación ahora radicaría en profundizar
más en los métodos para una mejor
recuperación del paciente y ya no tanto en presenciar el
correcto movimiento de la zona afectada en el paciente. Por otro
lado si se refiere a las prótesis, hoy en día la
ciencia sigue avanzando y se posee prótesis que pueden
responder a

las voluntades enviadas por el paciente desde el
cerebro, para realizar un movimiento en la prótesis, a
estas señales que la persona envía desde su cerebro
se les conoce como señales

Mioeléctricas.

Figura 4: Robots para
Rehabilitación

Figura 5: Prótesis por medio de
señales mioeléctricas

C. ROBOTS DE ALMACENAJE Y DISTRUBUCIÓN
DE

MEDICAMENTOS

En los hospitales y clínicas, los doctores son
los encargados de elaborar una cuidadosa lista de fármacos
a suministrar al paciente; pero es un poco difícil llevar
el control de los horarios y las dosis exactas teniendo en cuenta
la cantidad de personas que generalmente se encuentran en un
centro de atención como los mencionados, es por eso que la
utilidad de la robótica está también
presente en esta necesidad, ya que al ofrecer exactitud, se
obtiene un mejor control de las dosis y las horas exactas en que
cada paciente recibe su medicamento; esto obviamente
ayudará en gran proporción a la recuperación
de la persona. Es muy necesario sobretodo en pacientes con un
nivel de enfermedad más grave; es decir, pacientes que
necesitan del control con más exactitud y para pacientes
que están postrados o inmóviles.

Figura 6: Robot de almacenaje y
distribución de alimentos

Ventajas de
trabajar con robots en la medicina

Como hemos visto la robótica es una herramienta
muy importante hoy en día, por lo que numerare una lista
de ventajas que obtenemos al trabajar con esta tecnología
en la medicina.

a) Los robots nos entregan mayor seguridad, exactitud,
precisión; al momento de realizar una intervención
en un paciente.

b) Con esta tecnología las operaciones son mucho
más rapidez y el tiempo de recuperación se acorta
considerablemente; debido a que las heridas se reducen por la
eficacia de los robots al momento de operar.

c) Se puede realizar intervenciones en lugares del
paciente de difícil acceso y con muy buen
resultado.

d) Podemos realizar cortes sin necesidad de dañar
partes sanas.

e) A diferencia de un ser humano, no presentan temor,
cansancio o fatiga; por lo que puede operar indefinidamente y de
la mejor manera.

f) Con la tele cirugía se puede realizar una
intervención asistida o asesoría por parte de
cualquier especialista del mundo.

g) Hoy en día la pérdida de cualquier
extremidad no es obstáculo; ya que se cuenta con
prótesis de muy alto nivel.

h) Podemos tener un mejor asesoramiento al momento de
nuestra recuperación al limitar nuestros esfuerzos a lo
recomendado.

i) Mediante los robots de almacenaje y
distribución de medicamentos podemos tener un eguimiento
mucho más adecuado y exacto al momento de recibir la
medicación.

Desventajas de
trabajar con robots en la medicina

A decir verdad son muy pocas las desventajas de trabajar
con robots en la medicina.

a) Es mucho más costosa la intervención
con uso de robots que la convencional.

b) En la actualidad no se puede operar a niños
con peso menor a 20 libras; aunque esto cambiará muy
pronto con los avances que se siguen dando.

c) Se necesita mayor tiempo en la etapa de
programación para obtener los resultados
deseados.

Conclusión

La robótica ha intervenido en muchas ciencias
últimamente, dándoles varios beneficios y
alternativas; esto ha permitido que los seres humanos tengamos
muchas más soluciones a problemas que se encuentra a
diario. La robótica a dado un giro muy positivo en el
campo médico; ya que como hemos podido ver, tenemos una
serie de ventajas como velocidad, exactitud, precisión y
más que todo un trabajo más eficiente para mejorar
nuestra salud y nuestras lteraciones en ella. Con ésta
tecnología se ha conseguido además llegar a sitios
de nuestra anatomía que hasta antes de dicha ciencia
resultaba muy difícil acceder, dando a los especialistas
un mayor grado de éxito en su trabajo; y dando al paciente
mayor confianza para realizarse cualquier tipo de
intervención, así sea muy compleja o muy
riesgosa.

Los nanobots y su
enfoque en la medicina

Como es de conocimiento de todos la tecnología no
para sus estudios y por lo tanto sus avances. Desde la
antigüedad los científicos soñaban con
maquinas pequeñas que pudieran realizar trabajos
inimaginables, es así que el físico Richard Feynman
fue el primero que pensó en la posibilidad de tener estos
beneficios recibidos por máquinas muy pequeñas. La
principal característica de los nanorobots o nanobots es
que miden precisamente menos de un nanómetro.

En la actualidad la Nasa es el organismo que se
encuentra más avanzado en el estudio de la
nanotecnología obteniendo así mayor resistencia en
las naves para viajes espaciales, debido a los peligros a los que
se enfrentan en el espacio.

La necesidad que tiene el hombre de sobrevivir en el
espacio bajo presiones nulas, es decir sin gravedad; hace que los
científicos de la Nasa investiguen y desarrollen
aplicaciones de la nanotecnología en la medicina, esto se
debe a que al ser maquinas de pequeñas dimensiones pueden
ingresar al organismo de una persona sin causar daños y
combatir desde aquí a bacterias, virus, toxinas e
inclusive células específicas.

Figura 7: La nanotecnología
presente en el organismo

Bibliografía

a) [1] Medical Robotics Group at UC
Berkeley:

http://robotics.eecs.berkeley.edu/medical/

b) [2] Medical Applications of
Robotics:

http://www.robotic.dlr.de/medical/

c) [3] Intuitive Surgical da Vinci robotic surgical
system:

http://www.computermotion.com/

d) [4] ROBOTICS IN LAPAROSCOPIC
SURGERY:

http://www.lapsurgery.com/robotics.htm

e) [5] ChIR Home Page:
http://www-sop.inria.fr/chir/

f) [6] Kluwer Journals –
Autonomous

Robots (hay acceso desde la red de la
UPC):

http://www.kluweronline.com/issn/0929-5593/contents

g) [7] El corazón de
microcirugía:

http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r132/r132.htm

h) [8]
http://roboticaensalud.blogspot.com/:

i) [9]
http://fundacionannavazquez.wordpress.com/2007/07/17/evolucionde-

la-medicina/:

Autor:

Jorge Aucay Pauta

Universidad Politécnica
Salesiana