Avances de la robótica en la medicina.
Inicios de la cirugía robótica y cirugía a teledistancia .
La palabra robot se deriva de robota, que en checoslovaco significa trabajo compulsivo. Este término fue utilizado primeramente por el escritor Karen Kapek en su obra Robots Universales Rossum en 1921. El Instituto Americano de Robótica define robot como “una máquina de forma humana que realiza tareas de un ser humano, pero sin sensibilidad;1 por su parte, el Diccionario de la Real Academia Española lo señala como “una máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas sólo a las personas”.2 La Universidad de Nebraska, Estados Unidos, fue una de las primeras instituciones en emplear métodos de asistencia a distancia (investigación en áreas remotas) en la década de 1950. Sin embargo, fue hasta 1986 cuando se inició el primer programa vía satélite, realizado por la Clínica Mayo en Rochester, Minnesota y la Clínica Scottsdale en Arizona, de videoconferencia y otros métodos de investigación en comunidad, dando lugar a la era de la telemedicina, que posteriormente sentaría las bases de la cirugía a distancia.3 El concepto de cirugía robótica con telepresencia nació con el esfuerzo y colaboración del Instituto de Investigación de la Universidad de Stanford, la NASA, y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, para brindar apoyo quirúrgico a los soldados heridos en el campo de batalla. El desarrollo de esta tecnología pasó a manos de civiles y neurocirujanos, específicamente, para más tarde incorporarse al campo de la ginecología.4 En 1985 se realizó la primera intervención quirúrgica con un robot; el procedimiento fue de neurocirugía, con el sistema PUMA 560® (Mitsubishi), para obtener una biopsia de tejido cerebral por estereotaxia.3 En 1988, en Inglaterra, se creó el sistema PROBOT® (Integrated Surgical Systems) para ayudar en la resección transuretral prostática. Éste fue el primer procedimiento autónomo realizado por un robot. Consistía en la elaboración de un modelo tridimensional de la próstata, donde el cirujano delineaba los límites de la resección y el robot calculaba las trayectorias de corte. En 1992 la empresa IBM y asociados produjeron un prototipo de robot denominado ROBODOC® para intervenciones ortopédicas, que hasta hoy se utiliza en un gran número de procedimientos quirúrgicos para asistir a los cirujanos en los reemplazos totales de cadera. \citep{montoya2008}
Cirugía robótica en México
El 12 de junio de 1996, en la Ciudad de México, se teleasistieron dos colecistectomías a 10 metros de distancia mediante un brazo robótico, con seis grados de pronosupinación, con el que se manipuló el laparoscopio. El 30 de noviembre del 2001, también en la Ciudad de México, se utilizó un brazo robótico para teleasistir una histerectomía vaginal. En 1997 Antonio García Ruiz, de México, y Tommaso Falcone, de la Cleveland Clinic, realizaron la primera cirugía robótica endoscópica a teledistancia, que consistió en una reanastomosis tubaria. En este procedimiento demostraron la factibilidad de hacer suturas endoscópicas rápidas, fáciles y más precisas que las realizadas con cirugía laparoscópica, según el juicio de los autores. El 26 de junio de 1996, en el Hospital General Regional número 20 del Instituto Mexicano del Seguro Social en Tijuana, Baja California Norte, Adrián Carvajal y Harry Fogel efectuaron la primera colecistectomía laparoscópica, asistida con un brazo robótico industrial denominado PUMA 6000 , en modelos porcinos. En 1998 médicos del Hospital Torre Médica y la compañía Intuitive presentaron una tele cirugía a corta distancia con el proyecto da Vinci; posteriormente, en el año 2001, se realizó la segunda etapa del proyecto Zeus, donde se efectuaron operaciones del hiato y la vesícula biliar con un sistema de micromuñeca de 5 mm. marzo, 2008 163 Tele medicina y cirugía robótica en ginecología El Instituto Mexicano del Seguro Social ofrece, desde el año 2001, el programa educativo de “cirugía robótica” como parte de diplomados de alto nivel de especialización. \citep{montoya2008}
Tele cirugía y cirugía de telepresencia
La telemedicina quirúrgica se divide en dos grandes áreas: la telecirugía y la cirugía de telepresencia. La primera se define como la capacidad de un cirujano para asistir en un procedimiento quirúrgico cuando se encuentra a distancia del paciente. Esta es una definición ambigua y no debe confundirse con la de cirugía a telepresencia, pues en ésta el cirujano opera o interactúa directamente en la intervención, mediante un sistema robótico, y no solamente participa como guía o tutor. Un ejemplo de telecirugía es el procedimiento realizado en el 2002 a una mujer, en Santiago de Chile, con embarazo gemelar monoamniótico y un feto acárdico sometido a fotocoagulación del cordón umbilical del gemelo acárdico, bajo la guía de un cirujano en Tampa Bay, Florida. Este tipo de procedimientos tiene sus limitantes, ya que el cirujano a distancia requiere adiestramiento específico en la intervención y sólo debe ser guiado o aconsejado. Este método requiere menor presupuesto y es más factible de realizar. La cirugía de telepresencia implicaba una gran limitante debido al tiempo de retardo en la información y a los recursos económicos; sin embargo, esta barrera se abatió en el año 2001 con el proyecto “Lindbergh”, ya que se logró una colecistectomía en Estrasburgo, Francia, cuando el cirujano estaba en Nueva York. A pesar del gran éxito en la era de la cirugía robótica, son muy elevados los costos para realizar una operación de esta índole, pues se requiere una gran infraestructura y un cirujano experimentado. \citep{montoya2008}
Futuro de la cirugía robótica
Hoy en día la cirugía robótica tiene una gran limitante en todo el mundo: el aspecto económico. Los costos del sistema da Vinci son mucho más elevados que una laparotomía u otro procedimiento laparoscópico semejante y que puedan ofrecer mayores ventajas para usarlo, motivo por el cual algunos autores los han llamado “juguetes caros 166 Ginecología y Obstetricia de México Dueñas García OF y colaboradores para médicos”. Uno de los puntos prometedores es que a futuro piensan realizarse sistemas más pequeños, los cuales suplan las carencias de movimiento y abaraten los costos, además de incorporar sistemas de imagen (resonancia magnética o topografía computada) que, junto con el robot, permitan al cirujano tener un campo operatorio virtual, que jamás obtendría a simple vista o mediante un laparoscopio común.4,10 Desde el punto de vista de la educación, estos sistemas prometen incrementar las habilidades manuales y coordinación de los cirujanos, en modelos de capacitación virtual, como los pelvic-trainers en la laparoscopia, pero con la ventaja de que el robot y la computadora sirven de tutores. Esta tecnología también garantiza la incorporación de “teletutores” que adiestren a otros cirujanos, en distintas partes del mundo, en ciertos procedimientos, e inclusive asistir en las operaciones para desplazar los modelos actuales de guías o visores del laparoscopio. \citep{montoya2008}
impacto de la robótica en el empleo.
surgimiento de una innovación en los procesos y un desarrollo
de la productividad. Aunque inicialmente los robots fueron construidos para realizar tareas sencillas, en la actualidad incorporan
cada vez más funciones cognitivas derivadas de la inteligencia
artificial. Los robots, al igual que otros tipos de automatización,
pueden convertirse en complementos necesarios y, en muchos casos, sustitutos de la mano de obra convencional.
La Estrategia 2020 de la UE para la robótica define la evolución actual del modo siguiente: “La tecnología robótica llegará
a ser dominante durante la próxima década. Influirá sobre todos
los aspectos del trabajo y del hogar. La robótica tiene el potencial
necesario para transformar las vidas y las prácticas laborales, para
elevar los niveles de eficiencia y de seguridad, para ofrecer mejores servicios y para crear empleo. Su impacto será cada vez mayor,
a medida que se multipliquen las interacciones entre los robots y
las personas”.
El creciente protagonismo de la robótica es un hecho que abre un
sinfín de dudas e interrogantes que afectan a múltiples aspectos
jurídicos, algunos de los cuales poseen una indudable proyección
en el campo laboral. Pero, como decíamos en líneas anteriores, la
incorporación de los robots a la dinámica de las empresas no es, ni
mucho menos, nueva. La sustitución de trabajadores por sistemas
tecnológicos avanzados y robots cuenta con numerosos ejemplos
en la doctrina de nuestros tribunales
y se sitúa dentro del más
amplio debate que abordaremos en las próximas páginas de su
impacto sobre el empleo.
También los robots pertenecen a nuestra realidad próxima,
como pone de relieve el importante hecho de que sean contemplados de forma directa como un foco potencial de riesgo. En la industria aeroespacial,
de defensa, de seguridad y nuclear, pero también en los sectores
de logística, mantenimiento e inspección, los robots autónomos
resultan útiles para sustituir a los trabajadores que llevan a cabo
labores insalubres, tediosas o inseguras, evitando de este modo
exponer a las personas a las sustancias y condiciones peligrosas, y
reduciendo los riesgos físicos, ergonómicos y psicosociales. Noticias tales como “Un robot opera sin doctor. Una importante repercusión mediática tuvo la noticia según la cual
“un robot mata a un trabajador en una planta de Volkswagen”. Algunos países europeos están incluyendo la robótica en sus
programas nacionales, y tratan de promover la cooperación segura y flexible
entre los robots y los operadores para lograr una mayor productividad. Por
ejemplo, en Alemania el Instituto Federal para la Salud y Seguridad en el Trabajo (BAuA) organiza anualmente seminarios sobre el tema cooperación entre
los humanos y los robots.
Me viene de inmediato a la mente el artículo del número de diciembre
(2016) de National Geographic, “Apocalipsis blanco”. En el mismo se relata la
vida en Norilsk, uno de los mayores núcleos de población situados en el círculo
polar Ártico. La mina a cielo abierto de Medvezhii Ruchei opera las 24 horas
del día e incluso con temperaturas de – 50o grados. En la fundición, los operarios trabajan con mascarillas y respiran con tubos conectados a botellas de
oxígeno. La esperanza de vida es de 50 años. Buen espacio para el trabajo de los
robots pero no de los seres humanos. El desarrollo de la robótica está poniendo sobre la mesa importantes
problemas que se ligan con las complejas consecuencias que
plantean en materia de responsabilidad. Muestra de ello es la
Propuesta de resolución de la Comisión de Asuntos Jurídicos del
Parlamento Europeo con recomendaciones para que la Comisión
Europea establezca una normativa de Derecho Civil a los
diferentes tipos de robots que ya son una realidad, desde drones
hasta robots asistenciales, médicos y vehículos autónomos, y los
que se desarrollen en el futuro. En su exposición de motivos,
la ponencia toma en consideración que “entre las cuestiones que
suscitan preocupación, se halla también la de la seguridad física,
en caso, por ejemplo, de que la programación de un robot falle,
así como la de las posibles consecuencias de un fallo del sistema o
de ataques informáticos contra robots interconectados y sistemas
robóticos en un momento en el que empiezan a usarse, o están
a punto de usarse, aplicaciones cada vez más autónomas, ya
sea en relación con automóviles y drones, robots asistenciales
o robots utilizados a fines policiales y de mantenimiento del
orden público”. En el nivel actual de desarrollo de los diferentes
tipos de robots, resulta procedente, en opinión de los juristas del
Parlamento, “empezar por las cuestiones de responsabilidad civil”.
En la propuesta presentada, se aboga por crear una personalidad
jurídica específica para los robots, de modo que al menos los
robots autónomos más complejos “puedan ser considerados
Proyecto de Informe con recomendaciones destinadas a la Comisión
sobre normas de Derecho civil sobre robótica (2015/2103(INL).
Jesús R. Mercader Uguina
personas electrónicas con derechos y obligaciones específicos,
incluida la obligación de reparar los daños que puedan causar”.
A los anteriores se unen problemas tales como las obligaciones de los trabajadores respecto de los robots humanoides y las
posibles sanciones en caso de agresión o destrucción, la posibilidad de atribuir derechos o incluso personalidad a entidades que
no son humanas en ciertos casos, lo que nos llevaría a una reformulación y adaptación de ideas como la de la personalidad jurídica y la propia idea de autonomía.
En los últimos años se viene desarrollando también lo que se
ha denominado la fiebre del oro para la inteligencia artificial y que
tiene su más clara representación en los vehículos autónomos.
Google ha estado trabajando en su proyecto de auto-con-ducción desde 2009, que está dirigido a desarrollar un vehículo
totalmente autónomo. Actualmente está llevando a cabo pruebas
en carretera en California y Texas utilizando tanto vehículos convencionales modificados como Prototipos específicos. A finales
de 2015, sus vehículos de prueba habían recorrido más de 1.3
millones de millas en modo autónomo. Todos los vehículos tienen
un conductor a bordo que reanuda el control del vehículo como sea necesario. Los vehículos Tesla son más conocidos por sus
motores eléctricos y tecnología de baterías, sin embargo, su vehículos también incluyen una función de “piloto automático”, que
semiautomatiza la tarea de conducción bajo condiciones de la
carretera. Permite que el vehículo guíe dentro de su carril, cambie
de carril cuando el indicador se presiona y mantiene la velocidad usando el control de crucero activo. Volvo también está desarrollando camiones sin conductor en
el marco del proyecto SARTRE de la Unión Europea (trenes de carreteras seguros para el medio ambiente). Este sistema de piloto
de autovía revalorizará de manera significativa el perfil profesional de los conductores. Les evitará la realización de tareas monótonas y les ofrecerá más tiempo para llevar a cabo tareas que antes
eran realizadas por los oficinistas de las compañías de transporte.
Es decir, “los conductores podrán acceder a nuevos cargos de ges-
tores de transporte, lo que hará más atractiva su profesión. De esta
manera, la conducción autónoma podría contribuir a solucionar
la carencia de conductores de camiones”.\citep{uguina2017}
Protesis Roboticas
Como emos visto en la actualidad la tecnologia esta muy avanzada y se esta actualizando cada vez mas buscando el bienestar de la humanidad por lo cual en la salud han surgido este tipo de inventos que remplazan a ciertas partes del cuerpo humano las cuales se les llaman "POTESIS".
Pero, ¿De donde proviene la palabra protesis? ó ¿Que es protesis?
La palabra prótesis \citep{2017} proviene del griego: Prós. El diccionario de la La Real Academia Española adopta como definición: Procedimiento mediante el cual se repara artificialmente la falta de un órgano o parte de él; ó como el aparato o dispositivo destinado a esta reparación. En términos generales una prótesis (dentro del ámbito médico), es una extensión artificial que reemplaza una parte faltante del cuerpo. Considerando las definiciones citada en el párrafo anterior, podemos definir a una prótesis robótica, como un elemento artificial dotado de cierta autonomía e inteligencia capaz de realizar una función de una parte faltante del cuerpo. Dicha autonomía e inteligencia se logra al integrar sensores, procesadores, actuadores, y complejos algoritmos de control. De acuerdo a esta definición, las prótesis de uso cosmético quedan completamente excluidas, como por ejemplo los ojos de vidrios, las piernas de madera, etc. El uso de prótesis data de tiempos inmemorables. Existen ejemplos como la mano de acero utilizada por Götz von Berlichingen (1504 d.C.), o la pierna de Bronce de Capua (300 a.C.), o lo que hasta la fecha es la prótesis hallada mas antigua “el dedo gordo del Cairo”, perteneciente a una momia egipcia (entre 1069 a.C. y 664 a.C).
Primeras prótesis. Si bien, el uso de prótesis es consecuencia de accidentes, cancer, males formaciones, etc., el factor determinante que ha impulsado el desarrollo de las mismas fue la necesidad Prótesis Robóticas Lisandro Puglisi y Héctor Moreno Universidad Politécnica de Madrid, Departamento de Automática, Ingeniería electrónica e Informática Industrial * L de mejorar la calidad de vida de los sobrevivientes de guerras. Sólo durante la Guerra Civil Norteamericana (1861 - 1865) se practicaron 30000 amputaciones, durante la Segunda Guerra Mundial (1939 -1945) 14782, y durante el actual conflicto con Iraq (desde el 2003 hasta la fecha) se han reportado hasta agosto del 2008 son 1214 amputados, [6] [7]. Sin embargo, en este último conflicto, la relación de amputados con la cantidad de muertes ocurridos en combate, duplica al ocurrido al resto de todas las guerras y conflictos. El desarrollo de prótesis, involucra la necesidad de fusionar conocimientos de la fisiología y biomecánica humana, mecanizado de materiales y prototipado de mecanismos, interfase hombre- máquina. En este artículo se hace una revisión de las prótesis actuales y de los últimos desarrollos de prótesis robóticas. En la siguiente sección se presentan algunos argumentos que justifican el desarrollo de prótesis robóticas, y los principales retos que existen para crear prótesis fiables. II. JUSTIFICACIÓN DE LA ROBOTIZACIÓN Las prótesis de brazos datan desde 1912, estas prótesis tenían la forma de gancho que podía ser cerrado o abierto encogiendo los hombros y mediante una cuerda que pasaba por la espalda. Después de la segunda guerra mundial, se creo la mano mioelectrica, sin embargo esto no cambio el hecho de que las prótesis eran difíciles de manejar. Actualmente, las prótesis con forma de gancho han sido mejoradas en apariencia a través de moldes de mano hechos de plástico y con una apariencia casi realista. Sin embargo, estas prótesis no mejoran la capacidad del usuario para controlarlas y realizar tareas mas sofisticadas. Las prótesis de brazo tienen como mucho tres grados de libertad: se puede abrir y cerrar el gancho, se puede extender y retraer el codo, y con los modelos más sofisticados se puede rotar la muñeca. Aun así, esos movimientos sencillos requieren de entrenamiento, concentración, y esfuerzo, lo cual resulta en un movimiento que no es fluido ni preciso. Esto contrasta con un brazo humano que tiene más de 25 grados de libertad y por lo tanto una mayor destreza, además de la habilidad de determinar si algo esta frió o caliente. Por otro lado, en las prótesis de pierna existen aun algunos problemas, por ejemplo, los amputados que utilizan prótesis mecánicas requieren entre 10-60% mas energía metabólica que las personas tienen el miembro real, dependiendo de la velocidad de caminado, el estado físico de la persona, la causa de la amputación, el nivel de amputación, y las características de la prótesis. Además, los amputados caminan entre 10-40% mas lento que las personas intactas [9]. Tales problemas clínicos son en parte generados por las prótesis actuales. Las prótesis comerciales actuales comprimen estructuras de resortes que almacenan y liberan energía durante cada periodo de estancia. Debido a su naturaleza pasiva, estas prótesis no pueden generar más energía mecánica que la que es almacenada durante cada paso. Al contrario, el tobillo humano genera trabajo neto positivo y tiene mayor potencia pico durante el periodo de estancia. Por otra parte, en los últimos años se han desarrollado con gran éxito diversas prótesis visuales que han permitido a personas ciegas percibir objetos y determinar su posición. Estas prótesis están aun lejos de devolver las vista a las personas ciega, sin embargo tienen un enorme potencial, y se irán haciendo más útiles a medida que mejore la tecnología.