lunes, 14 de enero de 2013

Robótica cognitiva y miniaturizada para intervenciones quirúrgicas más precisas


Víctor Muñoz, catedrático de Ingeniería de Sistemas de la Universidad de Málaga, cree que hay que mejorar la compenetración entre cirujanos y robots y diseñar procedimientos nuevos que aprovechen sus posibilidades
Uno de los protagonistas de la conferencia de tecnologías emergentes Emtech Spain, celebrada el pasado mes de noviembre en Málaga (España), no fue un ser de carne y hueso. Durante unos minutos, quien ocupó el escenario y acaparó la atención del público fue un robot del tamaño de una persona, equipado con un solo brazo y un sistema de reconocimiento de voz que seguía con precisión las órdenes que le daban las asistentes de Víctor Muñoz, catedrático de Ingeniería de Sistemas y Automática la Universidad de Málaga (UMA). La especialidad de esta máquina, bautizada como CISOBOT y desarrollada por el equipo de Muñoz, es mover la cámara que permite a los cirujanos ver en el interior del cuerpo de un paciente durante una operación por laparoscopia, una técnica quirúrgica mínimamente invasiva.
Tal y como explica el investigador de la UMA, la robótica aplicada a cirugía es una tecnología relativamente nueva, con algo más de una década de vida, pero con un gran potencial. De hecho, el CISOBOT no es un mero aparato de exhibición sino que tras diez años de investigación, una patente internacional y ensayos con varios prototipos —primero fue probado en cerdos, luego verificaron que era seguro en humanos— ha estado funcionando con éxito desde 2004 en un hospital catalán. Allí ha desempeñado su función auxiliar en operaciones relativamente sencillas —como la extracción de la vesícula biliar— y también en otras más complejas, como la cirugía de obesidad mórbida.
A los robots no les tiembla el pulso durante las operaciones largas, son incansables y extremadamente precisos, por lo que su uso permite acortar la duración de muchas intervenciones. No obstante, junto a sus ventajas, Muñoz señala también algunos de los retos pendientes de esta tecnología,: “Hay que desarrollar más la robótica cognitiva. Se ha avanzado en inteligencia artificial, pero no tanto como se preveía en los años cincuenta”, apunta.
Aprovechando su participación en Emtech SpainMIT Technology Review en español habló con este experto sobre el presente y el futuro de los sistemas robóticos aplicados a la mejora de la salud humana.
¿Qué pueden aportar las nuevas tecnologías en el campo de la cirugía?
Víctor Muñoz: La robótica aplicada en cirugía surgió como respuesta a nuevos procedimientos quirúrgicos. Hubo una confluencia con nuevas formas de operar, como la cirugía mínimamente invasiva. Estas nuevas formas necesitan herramientas especializadas y los robot son más útiles precisamente en procedimientos complejos. Ahora mismo su utilización está limitada a los más simples porque las herramientas que portan son para procedimientos de ese tipo, pero cuando realmente se nota su ayuda es cuando puedes usarlos en algo más complejo, que te exige más esfuerzo y destreza. El inconveniente es que las herramientas que irían acopladas al robot para ese tipo de intervenciones se están desarrollando más lentamente.
¿Vosotros las desarrolláis?
Nosotros hemos avanzado en la parte del desarrollo del robot en sí, y ahora estamos convirtiendo el robot grande en una especie de minirrobot que entraría por dentro del cuerpo y que está en el límite entre robot y herramienta. Este concepto surge porque hemos visto que lo que el médico usa son las cosas más simples y estamos tratando de hacer robots que cumplan con una acción en concreto y que sean fáciles de utilizar.
¿Qué es capaz de hacer este robot de un solo brazo?
Está especializado exclusivamente en mover la cámara laparoscópica. Hay otros más complejos en los que tienes tres o cuatro brazos que el cirujano maneja remotamente, pero eso exige mucho más aprendizaje y entrenamiento. El nuestro puede utilizarse en cualquier quirófano, solo hace falta un interruptor y unos cascos con micrófono para hablarle. Eso le diferencia de otros desarrollos que necesitan una calibración y puesta en marcha, y prácticamente hay que tener un ingeniero metido en el quirófano.
¿En qué operaciones se utiliza?
La tercera versión, que es la que está licenciada [por la empresa Sener] y tiene la marca de Conformidad Europea, puede utilizarse en procedimientos sencillos como la extirpación de la vesícula biliar y en operaciones de hernia de hiato. Es la que estaba operando en Barcelona hasta el año pasado y allí se utilizó, además, en intervenciones ginecológicas, de cáncer de colon y en cirugía de obesidad mórbida, que es bastante complicada.
¿Y cómo es posible que no necesite calibración?
Utilizamos la ley de la palanca. Cuando introduces la herramienta quirúrgica, esta atraviesa la pared abdominal, que hace de palanca, y es vital conocer a qué distancia está ese punto de apoyo de la palanca. Para encontrarlo muchos robots fuerzan mecánicamente ese punto o utilizar un sistema de láser. Nosotros, leyendo los sensores internos del robot, a qué velocidad muevo cada extremo, etc. podemos estimar dónde está ese punto de apoyo, y sabiéndolo, podemos mover el instrumental de forma muy precisa.
¿Por qué los robots son más útiles para operaciones complejas?
Un ser humano es siempre el mejor ayudante porque te conoce, intuye lo que vas a hacer, se adelanta, y esto para muchos tipos de operaciones es una ventaja. Pero en las operaciones largas, cuando los movimientos tienen que ser extremadamente precisos, el asistente se cansa del peso de la cámara, y en cirugía laparoscópica mover la cámara de posición un milímetro te cambia la visión de la intervención. El robot tiene la imagen más fija y estable y eso facilita al cirujano hacer movimientos más precisos. Por ejemplo, cuando hay que quitar la próstata entera por un cáncer, con un robot teleoperado se hace una forma tan precisa que se minimiza mucho la posibilidad de que la persona pierda la funcionalidad sexual.
¿Tiene más riesgo una operación con robots?
No. Tardamos dos años en cubrir todas las pruebas de seguridad, desde que tuvimos un robot operativo hasta llegar a un quirófano con humanos. El robot lleva sistemas tolerantes a fallos. Se utilizan los mismos principios de ingeniería que para probar los sistemas críticos de un avión.
¿Por dónde cree que tendría que avanzar esta tecnología en el futuro?
Tiene asignaturas pendientes, como la inteligencia artificial. Se está hablando del robot coworker, que sea tu colega a la hora de trabajar y te comprenda. Respecto a la robótica quirúrgica, hasta ahora hemos adaptado los robots a los procedimientos existentes: ahora hay que hacer nuevos procedimientos basados ya en robots para poder avanzar o desarrollar nuevas herramientas quirúrgicas. Por otro lado, el futuro también pasará por la miniaturización. No habrá grandes robots sino robots que entren por el cuerpo y hagan su trabajo desde dentro. Esto supone adentrarse en un campo entre la robótica y la bioinformática, la biotecnología y nanotecnología, y podríamos ir hasta el nivel molecular.
¿Podría un robot operar solo?
Nuestra línea avanza hacia robots más simples y pequeños, no hacia robots grandes y complejos y que operen solos. Hay muchos problemas tecnológicos que superar antes de eso: la inteligencia, la capacidad de toma de decisiones, un análisis anatómico muy eficiente… a parte de los posibles imprevistos. Hasta ahora a lo que aspiramos es a tener un asistente un poco inteligente que te ayude a operar de la forma más cómoda. Se está trabajando en un quirófano totalmente automatizado, pero quien maneja la parte crítica es siempre un ser humano.
Para el médico, ¿serán más útiles los robots manejados por voz o por gestos?
Una mezcla. Se está estudiando lo que se llaman interfaces multimodales: combinar gestos, voz, pedales, incluso BCI [del inglés, Brain-Computer Interface], es decir, que el robot sea capaz de ‘leer la mente’, aunque esto está todavía en un estadio inicial. Nosotros ahora estamos trabajando en que por la voz y con gestos de las manos el robot pueda identificar lo que estás haciendo: si estás cortando, suturando, separando. Con eso y con la voz del cirujano podemos hacer el robot un poco más ‘humano’ y más útil para él.
¿Sería posible, por ejemplo, imitar el tacto humano?
Eso técnicamente está resuelto: se están desarrollando incluyo sensores con tacto que se introducen dentro de la herramienta y permiten detectar de forma muy sensible dónde hay una lesión. Ahora tenemos muchas tecnologías especializadas separadas pero no unidas en un solo robot. Integrar el tacto con la inteligencia artificial, la voz y otros sistemas es el reto futuro.
Fuente: Technology Review. Aportado por Eduardo J. Carletti

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