Robótica médica: Máquinas automáticas que pueden ayudarte a comer o amputarte una pierna

El futuro ya está aquí

Hace algunas décadas, cuando pensábamos en el futuro y el avance tecnológico, imaginábamos alta tecnología, robots futuristas y transporte avanzado: desde naves espaciales y coches voladores hasta robots humanoides, máquinas de teletransporte y pistolas láser.

Sin embargo, esta era finalmente ha llegado, y aunque la innovación ha seguido caminos diferentes (no tenemos máquinas de teletransporte, pero sí internet y teléfonos móviles), ha traído consigo una serie de inventos extremadamente importantes con una tecnología inimaginable hace 20 años.

Hoy hablamos de la robótica médica.

La ciencia más avanzada

La robótica médica ha revolucionado el campo de la salud al integrar sistemas robóticos en diversas áreas, mejorando la precisión de los procedimientos y facilitando la recuperación de los pacientes. A diferencia de los robots industriales, que se enfocan en tareas automatizadas sin interacción directa con los seres humanos, los robots médicos se caracterizan por una relación física directa con el paciente, es decir, su diseño está orientado a trabajar en contacto con el cuerpo humano, lo que les permite colaborar en cirugías, rehabilitaciones y cuidados asistenciales.

Los robots médicos no solo se diferencian de los robots industriales por su interacción directa con las personas, sino también por la complejidad de las interfaces biológicas que utilizan para captar señales del cuerpo humano y adaptarse a las necesidades individuales de cada paciente. Esto convierte a la robótica médica en una herramienta clave para el futuro de la medicina, mejorando tanto los resultados clínicos como la calidad de vida de los pacientes.

Conexión entre el humano y la máquina

La conexión o interfaz con la máquina, es uno de los puntos más importantes de la robótica médica y existen diferentes tipos que permiten captar información útil del paciente para que el robot actúe de manera eficiente:

• Interfaz cerebro-computador: Captura señales electroencefalográficas (EEG) para controlar robots mediante la actividad cerebral.
• Interfaz mioeléctrica: Utiliza señales electromiográficas (EMG) para medir la fuerza muscular y controlar prótesis robóticas.
• Interfaz ocular: Detecta los movimientos oculares mediante electrodos para permitir el control de dispositivos robóticos.
• Interfaz multimodal: Combina varias modalidades de interacción para mejorar la comunicación entre el robot y el paciente, especialmente útil en personas con discapacidades.

Para lograr una interacción efectiva entre el humano y el robot en el ámbito de la robótica médica, se requieren los siguientes elementos:

• Sensores en el robot: Es necesario que el robot cuente con sensores que le permitan conocer el estado de la máquina. Estos incluyen:
• Sensores de posición.
• Sensores de velocidad.
• Sensores de aceleración.
• Sensores de presencia.
• Sensores de fuerza.
• Monitoreo del estado del paciente: Es igualmente importante contar con sistemas que permitan conocer el estado del ser humano, a través de la adquisición de diferentes bioseñales ligadas a su estado físico, neurológico o emocional. Estas señales son cruciales para ajustar la interacción de forma personalizada según las necesidades del paciente.

Ambos factores son esenciales para lograr una interacción hombre-máquina eficaz, particularmente en áreas como la rehabilitación y la asistencia robótica, donde el contacto físico y la cooperación entre la persona y el dispositivo robótico son indispensables para el éxito de las terapias o asistencias.

Robots de rehabilitación

Los robots de rehabilitación son dispositivos tecnológicos diseñados para asistir a los pacientes en el proceso de recuperación de sus capacidades motoras tras haber sufrido lesiones, enfermedades o discapacidades. Estos robots permiten realizar ejercicios repetitivos y controlados, lo que facilita la reorganización neuronal y la recuperación funcional de los miembros. A diferencia de los métodos de rehabilitación tradicionales, los robots de rehabilitación ofrecen una evaluación precisa y en tiempo real del progreso del paciente, permitiendo ajustar los ejercicios a sus necesidades específicas.

La robótica de rehabilitación se centra en promover la autonomía del paciente, ayudándolo a realizar movimientos biomecánicos de manera controlada. El objetivo es que los pacientes recuperen sus habilidades motoras mediante la asistencia y seguimiento continuo que estos dispositivos ofrecen. Los exoesqueletos son una parte fundamental de la robótica de rehabilitación, pues proporcionan soporte físico a las extremidades, ayudando en la recuperación de la movilidad y la fuerza muscular.

Dentro de los robots de rehabilitación, los más importantes son los dispositivos de la marca Hocona, empresa suiza líder en el mundo en el desarrollo de tecnología de rehabilitación robótica, que permite realizar con sus robots terapias personalizadas para cada paciente.

Lokomat

Es uno de los dispositivos más emblemáticos de la empresa. Este exoesqueleto está diseñado para la rehabilitación de la marcha en pacientes con trastornos de movilidad en las extremidades inferiores, especialmente en lesiones neurológicas, accidentes cerebrovasculares, lesiones cerebrales traumáticas y enfermedades neurodegenerativas.

El Lokomat guía las piernas del paciente a través de un movimiento de marcha naturalizado, mientras su tronco se suspende para reducir el peso corporal y permitir que el paciente practique caminar de manera asistida. Además, el sistema permite ajustar los niveles de asistencia según la evolución del paciente y recopila datos en tiempo real para evaluar su progreso.

El costo del Lokomat varía según la configuración y las opciones adicionales que se elijan. Aunque no hay un precio específico fácilmente accesible, el rango estimado está entre 300.000 USD y 400.000 USD, dependiendo del modelo y las características como el módulo pediátrico o los sistemas de retroalimentación visual y análisis de datos.

 

El Lokomat tiene una presencia global significativa. Actualmente, se han instalado más de 300 sistemas Lokomat en más de 50 países, con amplia representación en América del Norte, Europa y Asia. Hocoma tiene una red de distribuidores y socios de ventas en todos los continentes, lo que facilita su adquisición y soporte técnico en diversas partes del mundo

Armeo

Es una línea de productos orientada a la rehabilitación del miembro superior, tanto el brazo como la mano. Hocoma ha desarrollado varias versiones de este dispositivo para ajustarse a diferentes fases del proceso de recuperación:

• Armeo Power: Dirigido a pacientes con movilidad limitada o nula en el brazo. Utiliza un sistema motorizado para asistir los movimientos, permitiendo la realización de ejercicios específicos.
• Armeo Spring: Para aquellos en una fase intermedia de la recuperación, este exoesqueleto no motorizado ayuda a compensar el peso del brazo, permitiendo al paciente realizar movimientos activos.
• Armeo Senso: Ideal para la fase avanzada de la rehabilitación del brazo, este dispositivo utiliza un sistema de suspensión que facilita el movimiento y se puede usar con menos supervisión médica.

Los precios pueden variar dependiendo del modelo y las características del sistema. El ArmeoSpring y el ArmeoPower, que son dos de los dispositivos más destacados de esta serie, tienen un costo aproximado que oscila entre 80.000 USD y 150.000 USD, dependiendo de la configuración y los módulos opcionales que se añadan, como el sistema de entrenamiento de manos ManovoPower

Robots quirúrgicos

Los robots quirúrgicos están transformando el campo de la medicina al permitir a los cirujanos realizar intervenciones con mayor precisión, control y seguridad. Lejos de reemplazar al cirujano, estos sistemas lo asisten en la ejecución de cirugías mínimamente invasivas, facilitando procedimientos más complejos con menor impacto para el paciente, como conseguir un mejor alineamiento entre el hueso y la prótesis, mayor superficie de contacto entre ambas partes y un incremento en la longevidad de la prótesis. No solo minimiza los errores humanos si no que además consiguen resultados que a una persona le resultarían imposibles. La introducción de estos robots ha mejorado la recuperación postoperatoria y ha reducido significativamente el riesgo de complicaciones. Equipados con tecnologías avanzadas como visualización en 3D y control por joystick, ofrecen movimientos extremadamente precisos, que superan las capacidades de la mano humana, especialmente en procedimientos donde la precisión es fundamental.

Estos dispositivos ya han sido adoptados en varias especialidades médicas, como la neurocirugía, la ortopedia y la cirugía general. Cada robot quirúrgico está diseñado para adaptarse a las necesidades específicas de cada procedimiento, lo que ha expandido sus aplicaciones en el entorno médico.

Por ejemplo, en la cirugía de retina, es crucial lograr una colocación precisa del láser dentro de un objetivo de apenas 25 micrones para evitar dañar los vasos retinales. Sin embargo, la precisión humana se ve limitada, ya que no puede guiar un instrumento en un rango menor a 100 micrones. Aquí es donde los robots quirúrgicos muestran su verdadero potencial, proporcionando el nivel de exactitud necesario para realizar este tipo de intervenciones sin comprometer los tejidos delicados.

Neuromate

El Neuromate es un robot quirúrgico maravilloso especializado en neurocirugía estereotáctica. Ofrece una precisión milimétrica en neurocirugías complejas, lo que permite a los cirujanos realizar procedimientos delicados como biopsias cerebrales, la implantación de electrodos para el tratamiento de la epilepsia con un nivel de exactitud inigualable, o la estimulación cerebral compleja para pacientes con Parkinson. Su capacidad para integrarse con imágenes de alta resolución y su diseño robótico ayudan a reducir el margen de error, minimizando el riesgo de daños colaterales en el tejido cerebral sano. Esto lo convierte en una herramienta invaluable en tratamientos neurológicos que requieren una precisión quirúrgica extrema.

La estereotaxia o estereotactica es una técnica neuroquirúrgica avanzada que permite acceder a zonas profundas del cerebro con gran precisión mediante una aguja de biopsia. A través de esta aguja, los cirujanos pueden tomar muestras de tejido cerebral, extirpar lesiones o evacuar líquidos, todo con una exactitud milimétrica. Actualmente, esta técnica se ha adaptado para trabajar con tomografía axial computarizada (TAC) y resonancia magnética (RM), lo que permite identificar con claridad la lesión cerebral y determinar el punto exacto donde se va a intervenir. Las coordenadas espaciales x, y, z, derivadas de las imágenes, se introducen en el sistema de estereotaxia, lo que guía la intervención hacia el área seleccionada con una precisión absoluta. Este procedimiento permite acceder a regiones del cerebro que de otro modo serían inalcanzables mediante cirugías abiertas tradicionales.

Para realizar la cirugía, el neurocirujano diseña con el software del robot la intervención sobre una tomografía o resonancia de alta resolución del paciente, de tal forma que todas las coordenadas de cada acción quedan registradas espacialmente y el robot va de forma precisa a intervenir cada punto.

En el primer vídeo podrás ver la planificación de una cirugía y en el segundo como el robot trabaja sobre el paciente.

• Empresa: Renishaw Neuro Solutions, una división de la empresa Renishaw, es la encargada de su desarrollo.
• País: Reino Unido.
• Año de creación: El primer Neuromate fue desarrollado en la década de 1980.
• Precio aproximado: El precio puede oscilar entre 500.000 y 700.000 USD, dependiendo de las configuraciones.
• Distribución internacional: Está presente en hospitales de Europa, América del Norte y Asia.
• Organismos que lo aprueban: Aprobado por la FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU.) y marcado CE en Europa.
• Características principales: Alta precisión en neurocirugía, guía robótica para cirugías craneales, compatible con sistemas de imágenes como la tomografía y la resonancia magnética.

Renaissance

El Renaissance es un robot quirúrgico especial, de pequeño tamaño, y que se coloca directamente sobre la espalda del paciente. Se emplea para realizar procedimientos espinales de alta precisión, como la colocación de tornillos en cirugías de fusión vertebral. Se configura mediante la integración de imágenes preoperatorias, como tomografías computarizadas, que crean un mapa tridimensional de la columna del paciente. Durante la intervención, el robot guía los instrumentos del cirujano con exactitud milimétrica, asegurando una colocación óptima de los implantes mientras minimiza la exposición del paciente a la radiación y reduce el riesgo de errores.

Tiene también un módulo cerebral para cirugías intracraneales.

En el vídeo tienes unas animaciones muy buenas creadas por el fabricante sobre como se planifica y se ejecuta una cirugía con este robot. La segunda es más realista.

• Empresa: Desarrollado por Mazor Robotics, una empresa israelí.
• País: Israel.
• Año de creación: Introducido en 2011.
• Precio aproximado: Su costo ronda entre 800.000 y 1.2 millones USD.
• Distribución internacional: Presente en hospitales de más de 20 países, principalmente en Europa y América.
• Organismos que lo aprueban: Cuenta con la aprobación de la FDA y el marcado CE.
• Características principales: Compatible con imágenes preoperatorias y real-time, guía precisa en la colocación de implantes espinales, reducción de complicaciones postoperatorias.

Robodoc

El Robodoc destaca como una herramienta revolucionaria en la cirugía ortopédica por su capacidad para realizar procedimientos de alta precisión, especialmente en los reemplazos de cadera y rodilla. Este robot se configura a partir de imágenes preoperatorias en 3D que crean un modelo detallado del hueso del paciente, lo que permite al cirujano planificar meticulosamente los cortes necesarios.

Este robot, que mide aproximadamente dos metros de altura, está equipado con un sistema de perforación avanzado que opera de forma autónoma. Una vez que el cirujano coloca los sensores sobre el cuerpo del paciente, el Robodoc procede a perforar el hueso en cuestión de minutos, permitiendo la colocación de prótesis con una exactitud incomparable. Aunque el sistema actúa de manera activa y autónoma durante la intervención, el cirujano sigue siendo esencial para guiar el proceso, lo que asegura tanto la precisión quirúrgica como la seguridad del paciente. Con esta tecnología, se optimizan los resultados postoperatorios y se mejora significativamente la calidad de vida de los pacientes.

• Empresa: Desarrollado originalmente por Integrated Surgical Systems en colaboración con IBM. Actualmente lo comercializar Curexo Technology Corp
• País: Estados Unidos.
• Año de creación: Aprobado por la FDA en 2008, aunque su desarrollo comenzó en la década de 1992.
• Precio aproximado: Entre 500.000 y 700.000 USD.
• Distribución internacional: Amplia presencia en EE. UU., Europa y Asia, con múltiples hospitales utilizando el sistema.
• Organismos que lo aprueban: Aprobado por la FDA y la CE en Europa.
• Características principales: Capacidad de realizar cortes precisos en huesos, integración con imágenes 3D preoperatorias, menos invasivo que las cirugías convencionales.

Brazo robótico Mako

El robot Mako de Stryker es especial por su capacidad para realizar cirugías de reemplazo de cadera y rodilla completas, gracias a su tecnología de asistencia robótica. Se configura a través de un modelo 3D personalizado del paciente, generado a partir de una tomografía computarizada (TC). Este modelo permite al cirujano planificar el procedimiento de forma detallada, ajustando el posicionamiento del implante para adaptarse a la anatomía específica del paciente. Durante la intervención, el cirujano utiliza el brazo robótico Mako, que ofrece asistencia para realizar los cortes óseos de manera precisa, mientras el cirujano mantiene el control total del procedimiento, ajustando en tiempo real según sea necesario para asegurar resultados óptimos.

• Empresa: Desarrollado por Stryker, una compañía global de tecnología médica.
• País: Estados Unidos.
• Año de creación: Lanzado comercialmente en 2006.
• Precio aproximado: Su costo oscila entre 1 millón y 1.5 millones USD.
• Distribución internacional: Está presente en más de 25 países, incluyendo EE. UU., Canadá, Europa y Asia.
• Organismos que lo aprueban: Aprobado por la FDA y con certificaciones CE para su uso en Europa.
• Características principales: Planificación quirúrgica basada en imágenes 3D, corte óseo asistido por robot para mayor precisión, mejor recuperación del paciente y menor dolor postoperatorio.

Da Vinci

El Da Vinci es el robot quirúrgico del tipo maestro-esclavo, es el más conocido del mundo y el más utilizado para cirugías mínimamente invasivas, ya cuenta con una extrema precisión y control, muy utilizado en áreas como urología, ginecología, cirugía cardíaca y cirugía general. Ofrece al cirujano una visión 3D y control preciso de los instrumentos robóticos, superando las limitaciones de la cirugía convencional.

Se configura utilizando imágenes 3D y planificación preoperatoria para guiar el procedimiento. Durante la intervención, el cirujano controla los brazos robóticos desde una consola, que traduce los movimientos de sus manos en acciones precisas dentro del cuerpo del paciente. El Da Vinci ofrece una visualización en alta definición 3D y permite realizar movimientos complejos a través de microinstrumentos, todo bajo el control total del cirujano, quien supervisa y ajusta cada acción en tiempo real.

En el primer video puedes ver una simulación de uso del robot y su cuadro de mandos y en el segundo video podrás ver como se hace una cirugía sobre una uva, un método común del entrenamiento de cirujanos, dónde se puede apreciar la gran precisión que este robot aporta.

• Empresa: Desarrollado por Intuitive Surgical.
• País: Estados Unidos.
• Año de creación: Aprobado por la FDA en 2000.
• Precio aproximado: El sistema básico cuesta alrededor de 2 millones USD, y el costo de mantenimiento y accesorios anuales puede llegar a 150.000 USD.
• Distribución internacional: Más de 5.000 sistemas Da Vinci se encuentran instalados en 70 países, de los cuales más de 3.000 se encuentran ubicados en EEUU
• Organismos que lo aprueban: Aprobado por la FDA, con certificaciones CE en Europa y avalado por diversos organismos en Asia y América Latina.
• Características principales: Movimientos extremadamente precisos con una escala de 1:10, imágenes en alta definición 3D, permite realizar procedimientos complejos con incisiones mínimas.

Alvarogarciamd, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

A.BourgeoisP, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Cyberknife

El Cyberknife es único por su capacidad de realizar radiocirugía no invasiva, enfocándose en tumores en cualquier parte del cuerpo sin necesidad de incisiones. Utiliza imágenes como tomografías computarizadas o resonancias magnéticas para planificar el tratamiento, identificando con precisión submilimétrica el área a tratar. Uno de los factores más impresionantes del Cyberknife es que puede seguir los movimientos naturales del paciente, como la respiración, ajustando automáticamente los haces de radiación en tiempo real, lo que lo hace extremadamente eficaz.

El sistema cuenta con un acelerador lineal montado en un brazo robótico flexible, capaz de administrar radiación desde múltiples ángulos, lo que maximiza la dosis al tumor mientras minimiza el daño a los tejidos circundantes. Durante el procedimiento, el cirujano planifica el tratamiento y supervisa el proceso, pero el robot realiza el tratamiento de forma autónoma.

Una curiosidad es que puede tratar tumores móviles, como los del pulmón, sin necesidad de marcadores internos.

• Empresa: Desarrollado por Accuray.
• País: Estados Unidos.
• Año de creación: Introducido en 2001.
• Precio aproximado: Entre 4 y 6 millones USD, dependiendo de la configuración.
• Distribución internacional: Se distribuye globalmente, presente en hospitales de EE. UU., Europa, Asia y América Latina.
• Organismos que lo aprueban: Aprobado por la FDA y con marcado CE para su uso en Europa.
• Características principales: Radiocirugía no invasiva, alta precisión para tratar tumores sin dañar tejidos sanos, tratamiento ambulatorio con mínimas molestias para el paciente.

Robots de asistencia

Los robots de asistencia están diseñados para mejorar la calidad de vida de las personas con discapacidades físicas o neurológicas, facilitando tareas cotidianas como alimentarse, moverse o manipular objetos. Estos dispositivos proporcionan autonomía y dignidad a sus usuarios, permitiendo que participen en actividades diarias con mayor independencia. A continuación, se describen algunos robots de asistencia destacados en el ámbito de la salud, con detalles sobre sus características, costos y distribución. El principal objetivo es enseñar de nuevo al paciente a ser autónomo.

Neater Eater

Asistente de alimentación diseñado para personas que pueden masticar y tragar, pero que tienen dificultades para llevar la comida a la boca debido a temblores, debilidad muscular o discapacidades motoras. Este dispositivo es modular y se puede personalizar según las necesidades del usuario, incluyendo configuraciones para personas con diferentes grados de movilidad.

• Características: Control táctil o por interruptores, opciones de ajuste para la posición del plato y los utensilios, y ahora con comandos de voz para mayor accesibilidad.
• Precio: El costo varía, pero se estima entre 6.000 y 9.000 USD
• Distribución: Es distribuido a nivel mundial, con evaluaciones a domicilio gratuitas disponibles en el Reino Unido y una red de distribución en varios países.

Cuchara robótica Lift Ware

Diseñada para personas con temblores, como aquellos que padecen Parkinson. Esta cuchara estabiliza los movimientos de la mano para que el usuario pueda comer sin derramar alimentos.

• Características: Utiliza tecnología de estabilización para reducir el temblor hasta un 70%, y cuenta con diferentes utensilios intercambiables como una cuchara y un tenedor.
• Precio: El kit inicial está valorado en aproximadamente 195 USD, y los utensilios adicionales cuestan alrededor de 35 USD cada uno.
• Distribución: Está disponible globalmente a través de la web oficial y tiendas especializadas en equipos médicos.

Manus

Manipulador robótico que se monta en sillas de ruedas y ayuda a los usuarios con movilidad limitada a realizar tareas cotidianas como agarrar objetos, comer y manejar dispositivos electrónicos.

• Características: Este brazo robótico es altamente adaptable y se controla fácilmente mediante joysticks o comandos de voz.
• Precio: Dependiendo de las características y adaptaciones, el costo puede variar, pero se estima entre 25.000 y 35.000 USD.
• Distribución: Se distribuye principalmente en Europa y América del Norte, y se puede adquirir a través de distribuidores especializados en robótica asistencial.

Care-O-bot

Robot móvil diseñado para asistir a personas mayores o con discapacidades en tareas como llevar objetos, alcanzar artículos y manipular utensilios. Es utilizado en hogares, hospitales y centros de cuidado para apoyar la vida diaria.

• Características: Integra un sistema de navegación autónoma y un brazo robótico para manipular objetos con precisión. Se puede controlar a través de comandos de voz y tiene una interfaz amigable.
• Precio: El Care-O-bot 4 tiene un precio estimado de 250.000 USD, dependiendo de las características específicas y el entorno donde se utilice.
• Distribución: Es distribuido principalmente en Europa, con presencia en varios países, y está disponible para instituciones que trabajan con personas mayores o con discapacidades físicas.

Y se acabó el artículo :(

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