La robótica en la medicina

Resumen

El presente documento trata de la robótica y el
papel fundamental que ha adquirido estos últimos
años en el campo de la medicina y lo interesante que ha
resultado la unión de estas dos áreas que suponen
ser totalmente diferentes por el hecho que el uno trata de cuidar
la salud de hombre mientras que el otro se centra en
diseñar máquinas programables y automatizadas.
Empezaremos explicando cada campo de una manera individual para
después irlos relacionando en diferentes aplicaciones que
se pueden conseguir. Además de eso, este estudio de arte
muestra en cada desarrollo de un subtema los beneficios y usos
que se obtiene de los robots en ámbitos de la medicina.
Entre sus tantos beneficios veremos el de ayudar al movimiento de
personas discapacitadas, ayudar a cirujanos en operaciones
complicadas, servir como herramientas para rehabilitación
de personas, entre otros importantes beneficios.

Índice de Términos—
Robótica, Medicina, cirugías, robots,
tecnología.

Introducción

Este ensayo trata de ver como la robótica en
estos últimos años ha ingresado en el campo de la
medicina con cosas nuevas y revolucionarias que están
encaminadas al beneficio humano, esto históricamente es
algo nuevo ya que la robótica siempre ha estado ligado a
ramas que se relacionan con la industria y la tecnología
como: la automatización, la mecánica, la
electrónica, la informática, entre
otros.

La medicina así como la robótica,
evaluándolas y analizándolas de manera separada
podemos darnos cuenta que han evolucionado de una forma
rápida tomando en cuentas las últimas
décadas. Cada campo ha contribuido a diferentes objetivos
para el avance del ser humano, respecto a la medicina se ha
observado como a estado preparada para estos tiempos ya que se
han desatado algunos virus en los cuales el mundo sufrió
con pérdidas humanas y económicas, no obstante, sin
tener los medicamentos adecuados para estos catástrofes
las perdidas hubieran sido cifras exorbitantes. En cuanto a la
robótica observamos que no se ha quedado atrás con
avances en la tecnológicos y grandes contribuciones a la
industria y a la electrónica.

Estos avances individuales de cada campo nos llevan al
tema principal de este trabajo que es la robótica en la
medicina, y trata en sí de la fusión y la
contribución de estos campos totalmente diferentes en fin
de un solo objetivo: El cuidado del cuerpo y la salud del ser
humano.

DESARROLLO

Antes de tratar y profundizarnos en nuestro tema central
que es la robótica en la medicina tenemos que ver y
conocer unos conceptos previos para entender de mejor manera la
relación que han logrado estas dos ramas. Aunque estos
conceptos sean algo cortos nos ayudaran para desarrollar de mejor
manera una explicación del presente
artículo.

La Medicina

Como ya es de conocimiento general aproximadamente cada
5 años la medicina cambia como se conoce y los
tratamientos antiguos se vuelven obsoletos y dejan de servir para
dar paso a innovadores descubrimientos y nuevos avances
medicinales. Por Ejemplo: Un ojo biónico para personas no
videntes o que sufrieron un accidente; crear vacunas contra el
cáncer; tratar de encontrar medicamentos que reduzcan el
riesgo del VIH son investigaciones que han sido fallidas pero han
ido progresando poco a poco [1]. Sin embargo, este campo como
todos los demás está sujeto a mejoras y porque no a
colaboraciones de otras ramas científicas que puedan
colaborar en un mismo objetivo: El bienestar del ser
humano.

Fig.1 Operaciones medicas convencionales
[2]

La
robótica

La robótica es la ciencia que se dedica al
diseño y construcción de máquinas que poseen
un cierto grado de inteligencia para facilitar la vida al hombre
en circunstancias en las que sería más útil
y prestaría mejor ayuda la participación de un
robot que la del ser humano. [3]

Las ventajas de un robot en sustitución del
humano en ciertos labores resulta excelente, esto lo vemos cuando
necesitamos hacer tareas repetitivas o agotadoras, basta con una
programación a un robot de lo que se desea hacer y
solucionado el problema, también nos sirven como un ser
experimental ya que no se puede lograr ciertas funciones en una
experimentación animal, y una de las mayores ventajas de
un robot en relación con la medicina es la exactitud y
manipulación de piezas, herramientas o dispositivos
médicos que con una adecuada programación pueden
ser de gran ayuda. [4].

Fig.2 Brazo robótico
[5]

Robots
quirúrgicos

Las personas que han sido operadas por robots se han
favorecido en aspectos como tener una cirugía con mucha
más precisión sin temblores humanos, una
recuperación más acelerada ya que al ser más
exactos pueden llegar con más facilidad en zonas
inasequibles para la mano médica logrando así
dañar menos el tejido sano alrededor de la zona afectada.
Además, la utilización de dichas maquinas acorta la
permanencia en el hospital, reduce el trauma operativo y
proporciona una mejor visión estética a la herida
pos operación del paciente. Esto ha sido un proceso
estudio que ha tomado varios proyectos e investigaciones y que se
han llevado a cabo en los últimos 10 años. [6]. Por
otro lado tenemos que diferenciar entre la robótica
quirúrgica y la robótica industrial. Cuando nos
referimos a la robótica en la industria, el software
utilizado es muy diferente ya que se programa a un robot para que
este realice acciones repetidas varias veces, mientras que,
cuando hablamos de los robots quirúrgicos llegamos al
punto que estas máquinas ya no serán totalmente
independientes sino que estarán interrelacionadas con un
cirujano especialista en esta área . De este modo podemos
ver que las diferencias de la robótica quirúrgica
con la industrial se presentan en el tipo de programación
y en el trabajo individual o en conjunto. [7] Sin Embargo, aunque
este tipo de cirugía presente grandes ventajas y resulte
un gran avance médico, este tipo de intervención
quirúrgica no es adecuado para todos, ya que el medico
deberá determinar si el paciente es o no un buen
candidato, el cirujano de turno dará el visto bueno o la
negación al paciente tras examinar: sus antecedentes
quirúrgicos, la afección que demanda el
tratamiento, las cavidades de su cuerpo y la experiencia que
posee el cirujano.[8] Estas cirugías robóticas se
puede clasificar en dos áreas principales: La
cirugía guiada por imágenes y la cirugía
mínimamente invasiva. [9]

• La cirugía guiada por imágenes
  robótica

La cirugía guiada por imágenes (IGS) o
cirugía asistida por ordenador (CAS) es el termino general
que se utiliza para un procedimiento quirúrgico donde el
cirujano utiliza la tecnología informática en
conjunción con imágenes radiológicas para
realizar la intervención mediante un robot
quirúrgico. [10]

La finalidad principal de este método de
cirugía es la investigación en el diseño y
progreso de nuevos elementos, dispositivos y sistemas de
navegación quirúrgicos que ayuden al cirujano
durante una intervención complicada, dotándoles de
datos adicionales para mejorar su orientación,
precisión y obviamente la seguridad del paciente.
[11].

Fig.3 Cirugía guiada por
imágenes en un ordenador [12]

• La cirugía mínimamente invasiva
  robótica

Este tipo de cirugías al igual que las guiadas
por imágenes ya no se tratan de una ficción como se
podía creer tiempos atrás sino ya son una realidad.
[13] Hay varios hospitales en los que los cirujanos operan
sentados a aproximadamente 15 metros de la mesa en la que
está el paciente, claro está ayudados por robots.
Los especialistas en dichas cirugías consiguen resultados
fabulosos. Además, en estas prácticas
médicas se utiliza el ombligo para realizar la
intervención o también se usan orificios naturales
(la boca, el ano o la vagina) para extirpar órganos
completos. Estos nuevos procedimientos están evolucionando
la cirugía. [14].Además de que se simplifican las
intervenciones complejas debido a la amplia gama de instrumentos
quirúrgicos. [15].

Fig.4 Realización de la
Cirugía mínimamente invasiva (CMI) [14]

Robot de Almacenamiento
y distribución de medicamentos

Según las estadísticas se sabe que uno los
principales motivos de muertes en todo el mundo se debe a errores
médicos, también se sabe que existe un considerable
porcentaje de muertes por errores de un tratamiento
médico. Esto hace ver que se debe mejorar el sistema de
dispensación de medicamentos. Además, somos
conscientes que la dispensación de medicamentos genera un
gran gasto. Es por esto y otras razones que en la actualidad se
está automatizando la distribución de medicamentos
con robots. Hoy en día aunque resulte difícil de
creer se están utilizando cada vez más a los robots
como una herramienta para repartir medicamentos en las farmacias
y en los hospitales. Un modelo que esta siento muy utilizado es
el HOMERUS. Este posibilita a los pacientes seleccionar el
medicamento necesario de acuerdo a los códigos a rayas y
la facilidad de acceder a uno de ellos ya que permanecen
disponibles todo el día. A parte, este robot contiene una
unidad de envase. Como podemos ver los sistemas de almacenamiento
y distribución de medicamentos al ser automatizados con
robots disminuyen los errores y generan una dosificación y
dispensación segura y más confiable. [6],
[16].

Fig.5 Robot almacenador y dispensador de
medicamentos. [16]

Robots
Asistenciales

Los avances tecnológicos en la robótica
están permitiendo el diseño y construcción
de robots asistenciales para personas enfermas, discapacitadas,
personas de avanzada edad, etc. que necesitan una
supervisión y cuidado continuo y sobretodo un tratamiento
con más comodidad. Este tipo de robots están
creados para ayudar en los hospitales con el fin de ahorrar
tiempo a los doctores para que dediquen más tiempo a otros
pacientes. Estos robots podrían cubrir ciertas tareas de
una enfermera tales como la limpieza, de información,
repartir medicamentos, controlar la temperatura, organizar las
visitas, etc. [17]

Fig.6 Asibot, Brazo robótico
asistencial para discapacitados. [18]

Robots-Prótesis

Las prótesis inteligentes se están
utilizando hace varios años, estas partes robóticas
permiten la restitución parcial o total de partes
dañadas del cuerpo.
Una prótesis robótica es un elemento
artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia,
capaz de realizar una función de una parte faltante del
cuerpo. Un problema común de resolver es el de cómo
mover o controlar dichos dispositivos robóticos. Una forma
utilizada es utilizando las señales mioeléctricas
del beneficiario, dichas señales son generadas el cerebro
para mover los músculos. [19]

Fig.7 Prótesis controlada por
señales mioeléctricas. [19]

Exoesqueletos

Son máquinas que realizan la función
parcialmente la función del esqueleto pero desde afuera
del cuerpo humano. Los exoesqueletos frecuentemente son
construidos y diseñados para permitir caminar y moverse a
personas discapacitadas o amplificar la fuerza y resistencia de
una persona con desordenes de movilidad. Estos dispositivos
biónicas avanzados, se unen al cuerpo para mejorarlo y
potencializarlo en capacidades locomotoras. También se los
llama "ropa-robótica" y en la actualidad a tomado una gran
trascendencia en estos últimos años y son objeto
varias investigaciones para mejorarlos. [20] Algo en tomar en
cuenta es también su precio que compañías
como Panasonic están en constate trabajos para reducir sus
costos de fabricación y así ser más
asequibles para personas de bajos recursos. [21].

Fig.8 Exoesqueletos en la actualidad.
[21]

Robótica
terapéutica

Se utiliza en hospitales, clínicas o en el mismo
domicilio la función de esto es entregar una
rehabilitación rápida a pacientes que han sufrido
accidentes o enfermedades que les han quitado o mermado sus
funciones de locomoción. El campo de la robótica
terapéutica incorpora: partes artificiales, robots para
terapias y robots que dan asistencia personal a sus pacientes.
[22]

Fig.9 Robot terapéutico con
efector final [23]

Simuladores de realidad
virtual

Este tipo de simuladores se emplean para poder entrenar
a los doctores en cirugías de invasión
mínima u otras aplicaciones, el usuario experimenta un
mundo o vista artificial, que la percibe como un hecho real para
así poder tener un mejor criterio al momento de realizar
una intervención quirúrgica real. [24]

Fig.10 Simuladores quirúrgicos
robóticos [24]

Conclusiones

Como hemos visto en el presente documento se ha tratado
de los avances medicinales involucrando el campo de la
robótica , dicho campo está evolucionando y
progresando a un ritmo acelerado tal es el caso que podemos
observar como esta ciencia se involucra cada vez más con
las diferentes ciencias con resultados excelentes y con grandes
beneficios al ser humano. La robótica en la medicina como
vimos involucra en si varios ámbitos ya sea en
cirugías de alto riesgo, en rehabilitaciones, en ayuda a
personas con enfermedades de movilidad o discapacitados, en el
almacenamiento de medicamentos y también en lo que se
trata en pruebas ficticias y cirugías
computarizadas.

En definitivo, la robótica y la medicina
trabajando como ciencias individuales tienen para progresar mucho
más ya sea la robótica en la tecnología y la
medicina en nuevas investigaciones médicas, sin embargo,
la robótica conjuntamente con la medicina, es decir,
englobándolas en un solo campo de estudio, serán
mucho más interesantes para futuros investigadores,
doctores o ingenieros ya que la tanto la medicina como la
robótica fueron creadas para el beneficio humano, la
medicina para cuidar la salud y la robótica para la
comodidad del hombre, esto nos hace reflexionar que si tienen un
propósito similar un trabajo en equipo de estas dos
áreas de científicas sería lo más
conveniente para el mundo.

Referencias

[1] Luis Jaramillo, "El avance y las nuevas cosas de la
medicina", [en línea], fecha de consulta: [9 de julio de
2014] Disponible en:
http://noessolocurar.blogspot.com/

[2] María José Agudelo Giraldo, "La
medicina: neurocirugía", [en línea], fecha de
consulta: [9 de julio de 2014], Disponible en:
http://mariajose1996g.blogspot.com/

[3] IUTC, "La robótica", [en línea], fecha
de consulta: [9 de julio de 2014] Disponible en:
http://cienciatecnologia-iutc.blogspot.com/2009/02/la-robotica.html

[4] Castlevania, "Ventajas y desventajas de la
robótica", [en línea], fecha de consulta: [10 de
julio de 2014] Disponible en:
http://robotica-ares.blogspot.com/

[5] RT, "Crean una mano robótica", [en
línea], fecha de consulta: [10 de julio de 2014]
Disponible en:
http://actualidad.rt.com/ciencias/view/22912-Crean-una-mano-rob%C3%B3tica-a-vez-superresitente-y-superdelicada

[6]Amada Argelis Acosta y Rosaura Cruz, "La
robótica en la medicina", [en línea], fecha de
consulta: [10 de julio de 2014] Disponible en:
http://roboticaensalud.blogspot.com/

[7] "Principales diferencias entre la robótica
quirúrgica y la robótica industrial", [en
línea], fecha de consulta: [11 de julio de 2014]
Disponible en:
http://www-assig.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/aplic_medicas/Robots_quirurgicos.htm

[8] AMERICAN SOCIETY FOR REPRODUCTIVE MEDICINE,
"Cirugía Robótica", [en línea], fecha de
consulta: [11 de julio de 2014] Disponible en:
http://reproductivefacts.org/uploadedFiles/ASRM_Content/Resources/Patient_Resources/Fact_Sheets_and_Info_Booklets_en_Espanol/Cirugia%20robotica%2011-29-12.pdf

[9] Paolo Dario, Eugenio Guglielmelli, Benedetto
Allotta, "Robotics in Medicine", IEEE CONFERENCE PUBLICATIONS,
1994, p. 740.

[10] Abdulfattah A. Aboaba, Shihab A. Hameed, Othman O.
Khalifa, Aisha H. Abdalla, Rahmat H. Harun, Nurzaini Rose Mohd
Zain, "Towards a Computational Effective Paradigm for Image
Guided Surgery (IGS)", IEEE CONFERENCE PUBLICATIONS, 2011, p.
1.

[11] Universidad Politécnica de Madrid,
"Simulación, planificación quirúrgica y
cirugía guiada por imagen" [en línea], fecha de
consulta: [12 de julio de 2014] Disponible en:
http://www.gbt.tfo.upm.es/Simulaci%C3%B3n,+planificaci%C3%B3n+y+cirug%C3%ADa+guiada+por+imagen

[12] AD alerta digital, "La cirugía guiada por
ordenador permite a pacientes con cáncer o traumatismos
recuperar su dentición" [en línea], fecha de
consulta: [12 de julio de 2014] Disponible en:
http://www.alertadigital.com/2012/04/13/la-cirugia-guiada-por-ordenador-permite-a-pacientes-con-cancer-o-traumatismos-recuperar-su-denticion/

[13] Gbigore C. Burdea Ph.D, "Virtual reality
and robotics in medicine", IEEE CONFERENCE
PUBLICATIONS, 1996, p. 16.

[14] Centro De Diagnóstico y Terapéutica
Endoluminal, "Cirugía Mínimamente Invasiva", [en
línea], fecha de consulta: [13 de julio de 2014]
Disponible en:
http://www.cdyte.com/pacientes/glosario/cirugia-minimamente-invasiva/

[15] Julien Mintenbeck, Ramon Estafia, Heinz Woem,
"Design of a modular, flexible instrument with integrated
DC-Motors for minimal invasive robotic surgery", IEEE CONFERENCE
PUBLICATIONS, 2013, p. 1249.

[16] Studii Salamanti, "Robots para almacenaje y
distribución de medicamentos", [en línea], fecha de
consulta: [13 de julio de 2014] Disponible en:
http://diarium.usal.es/jcsansas/2012/11/08/robots-para-almacenaje-y-distribucion-de-medicamentos/

[17] "Robots Asistenciales", [en línea], fecha de
consulta: [13 de julio de 2014] Disponible en:
http://robotsasistenciales.com/

[18] Discapacitado online, "ASIBOT", [en línea],
fecha de consulta: [13 de julio de 2014] Disponible en:
http://www.discapacidadonline.com/brazo-robotico
asistencial-personas-discapacidad.html

[19] "Robots para la rehabilitación,
prótesis y robots asistenciales", [en línea], fecha
de consulta: [13 de julio de 2014] Disponible en:
http://www-assig.fib.upc.es/~rob/protegit/treballs/Q2_03-04/aplic_medicas/Robots%20rehabilitacion.htm

[20] Exoesqueleto, [en línea], fecha de consulta:
[13 de julio de 2014] Disponible en:
http://www.exoesqueleto.com.es/iquestcoacutemo-funciona-un-exoesqueleto.html

Autor

[21] Xakata, "Exoesqueletos personales para todos:
ésa es la propuesta de Panasonic", [en línea],
fecha de consulta: [13 de julio de 2014] Disponible en:
http://www.xataka.com/robotica/exoesqueletos-personales-para-todos-esa-es-la-propuesta-de-panasonic

[22] "Robótica medica en américa latina",
[en línea], fecha de consulta: [13 de julio de 2014]
Disponible en: http://robotmed.blogspot.com/

[23] ¿Quiénes somos?, "Tecnología y
Rehabilitación", [en línea], fecha de consulta: [14
de julio de 2014] Disponible en:
http://tecnologiayrehabilitacion.blogspot.com/2010/10/robotica-y-tecnologia.html

[24] Rafael Barea, "Cirugía robótica
virtual", [en línea], fecha de consulta: [14 de julio de
2014] Disponible en:
http://www.depeca.uah.es/depeca/repositorio/asignaturas/5/RealidadVirtual.pdf

Autor:

César Adrián Guayara
Granda

Ciudad: Cuenca – Ecuador

Estudiante de la Universidad Politécnica
Salesiana – Sede Cuenca