Robótica médica: máquinas automáticas que podem ajudá-lo a comer ou amputar uma perna

O futuro já está aqui

Há algumas décadas, quando pensávamos no futuro e no avanço tecnológico, imaginávamos alta tecnologia, robôs futuristas e transportes avançados: desde naves espaciais e carros voadores até robôs humanóides, máquinas de teletransporte e armas laser.

No entanto, esta era finalmente chegou e, embora a inovação tenha seguido caminhos diferentes (não temos máquinas de teletransporte, mas temos a internet e os telemóveis), trouxe consigo uma série de invenções extremamente importantes com uma tecnologia inimaginável 20 anos atrás.

Hoje falamos sobre robótica médica.

A ciência mais avançada

A robótica médica revolucionou a área da saúde ao integrar sistemas robóticos em diversas áreas, melhorando a precisão dos procedimentos e facilitando a recuperação do paciente. Ao contrário dos robôs industriais , que se concentram em tarefas automatizadas sem interação direta com o ser humano, os robôs médicos caracterizam-se por uma relação física direta com o paciente , ou seja, o seu design é orientado para trabalhar em contacto com o corpo humano, o que lhes permite. colaborar em cirurgias, reabilitação e cuidados.

Os robôs médicos não diferem apenas dos robôs industriais na interação direta com as pessoas, mas também na complexidade das interfaces biológicas que utilizam para capturar sinais do corpo humano e se adaptar às necessidades individuais de cada paciente. Isto torna a robótica médica uma ferramenta fundamental para o futuro da medicina, melhorando tanto os resultados clínicos como a qualidade de vida dos pacientes.

Conexão entre humano e máquina

A conexão ou interface com a máquina é um dos pontos mais importantes da robótica médica e existem diferentes tipos que permitem capturar informações úteis do paciente para que o robô atue de forma eficiente:

• Interface cérebro-computador : captura sinais eletroencefalográficos (EEG) para controlar robôs usando a atividade cerebral.
• Interface mioelétrica : Utiliza sinais eletromiográficos (EMG) para medir a força muscular e controlar próteses robóticas.
• Interface ocular : detecta movimentos oculares usando eletrodos para permitir o controle de dispositivos robóticos.
• Interface multimodal : Combina diversas modalidades de interação para melhorar a comunicação entre o robô e o paciente, especialmente útil para pessoas com deficiência.

Para alcançar uma interação eficaz entre o ser humano e o robô no campo da robótica médica, são necessários os seguintes elementos:

• Sensores no robô : É necessário que o robô possua sensores que lhe permitam conhecer o estado da máquina. Estes incluem:
• Sensores de posição.
• Sensores de velocidade.
• Sensores de aceleração.
• Sensores de presença.
• Sensores de força.
• Monitorização do estado do paciente : É igualmente importante dispor de sistemas que nos permitam conhecer o estado do ser humano, através da aquisição de diferentes biossinais ligados ao seu estado físico, neurológico ou emocional. Esses sinais são cruciais para adaptar a interação às necessidades do paciente.

Ambos os factores são essenciais para alcançar uma interacção homem-máquina eficaz, particularmente em áreas como a reabilitação e a assistência robótica , onde o contacto físico e a cooperação entre a pessoa e o dispositivo robótico são essenciais para o sucesso das terapias ou assistência.

Robôs de reabilitação

Robôs de reabilitação são dispositivos tecnológicos projetados para auxiliar pacientes no processo de recuperação de suas habilidades motoras após sofrerem lesões, doenças ou deficiências. Esses robôs permitem a realização de exercícios repetitivos e controlados, o que facilita a reorganização neuronal e a recuperação funcional dos membros. Ao contrário dos métodos tradicionais de reabilitação, os robôs de reabilitação oferecem uma avaliação precisa e em tempo real do progresso do paciente, permitindo ajustar os exercícios às suas necessidades específicas.

A robótica de reabilitação tem como foco promover a autonomia do paciente , ajudando-o a realizar movimentos biomecânicos de forma controlada. O objetivo é que os pacientes recuperem suas habilidades motoras por meio da assistência e monitoramento contínuo que esses dispositivos oferecem. Os exoesqueletos são uma parte fundamental da robótica de reabilitação, pois proporcionam suporte físico às extremidades, ajudando a recuperar a mobilidade e a força muscular.

Entre os robôs de reabilitação, os mais importantes são os aparelhos da marca Hocona, empresa suíça líder mundial no desenvolvimento de tecnologia de reabilitação robótica, que permite realizar terapias personalizadas para cada paciente com seus robôs.

Lokomat

É um dos dispositivos mais emblemáticos da empresa. Este exoesqueleto foi projetado para reabilitação da marcha em pacientes com distúrbios de mobilidade nas extremidades inferiores, especialmente lesões neurológicas, acidentes vasculares cerebrais, lesões cerebrais traumáticas e doenças neurodegenerativas.

O Lokomat guia as pernas do paciente através de um movimento de caminhada naturalizado, enquanto o tronco é suspenso para reduzir o peso corporal e permitir que o paciente pratique a caminhada assistida. Além disso, o sistema permite ajustar os níveis de assistência de acordo com a evolução do paciente e coleta dados em tempo real para avaliar sua evolução.

O custo do Lokomat varia dependendo da configuração e das opções adicionais escolhidas. Embora não exista um preço específico facilmente acessível, o intervalo estimado está entre 300.000 USD e 400.000 USD, dependendo do modelo e recursos como módulo pediátrico ou feedback visual e sistemas de análise de dados.

A Lokomat tem uma presença global significativa. Atualmente, mais de 300 sistemas Lokomat foram instalados em mais de 50 países , com ampla representação na América do Norte, Europa e Ásia. A Hocoma possui uma rede de distribuidores e parceiros de vendas em todos os continentes, o que facilita sua aquisição e suporte técnico em diversas partes do mundo.

Armeo

É uma linha de produtos voltada para a reabilitação do membro superior, tanto do braço quanto da mão . A Hocoma desenvolveu diversas versões deste dispositivo para atender às diferentes fases do processo de recuperação:

• Armeo Power : Destinado a pacientes com mobilidade limitada ou sem mobilidade no braço. Utiliza um sistema motorizado para auxiliar os movimentos, permitindo a realização de exercícios específicos.
• Armeo Spring : Para quem está em fase intermediária de recuperação, esse exoesqueleto não motorizado ajuda a compensar o peso do braço, permitindo ao paciente realizar movimentos ativos.
• Armeo Senso : Ideal para a fase avançada de reabilitação do braço, este aparelho utiliza um sistema de suspensão que facilita a movimentação e pode ser utilizado com menos acompanhamento médico.

Os preços podem variar dependendo do modelo e dos recursos do sistema. O ArmeoSpring e o ArmeoPower , que são dois dos dispositivos mais notáveis ​​desta série, têm um custo aproximado que varia entre 80.000 USD e USD 150.000 , dependendo da configuração e módulos opcionais adicionados, como o sistema de treinamento manual ManovoPower

Robôs cirúrgicos

Os robôs cirúrgicos estão transformando o campo da medicina ao permitir que os cirurgiões realizem intervenções com maior precisão, controle e segurança . Longe de substituir o cirurgião, esses sistemas auxiliam na execução de cirurgias minimamente invasivas , facilitando procedimentos mais complexos e com menor impacto para o paciente, como conseguir melhor alinhamento entre o osso e a prótese, maior superfície de contato entre ambas as partes e aumento na longevidade da prótese. Não apenas minimiza os erros humanos, mas também alcança resultados que seriam impossíveis para uma pessoa. A introdução destes robôs melhorou a recuperação pós-operatória e reduziu significativamente o risco de complicações. Equipados com tecnologias avançadas como visualização 3D e controle por joystick , oferecem movimentos extremamente precisos, superando as capacidades da mão humana, principalmente em procedimentos onde a precisão é essencial.

Esses dispositivos já foram adotados em diversas especialidades médicas, como neurocirurgia , ortopedia e cirurgia geral . Cada robô cirúrgico é projetado para se adaptar às necessidades específicas de cada procedimento, o que ampliou suas aplicações no ambiente médico.

Por exemplo , na cirurgia da retina , é crucial conseguir a colocação precisa do laser dentro de um alvo tão pequeno quanto 25 mícrons para evitar danos aos vasos da retina. No entanto, a precisão humana é limitada, pois não pode guiar um instrumento numa faixa inferior a 100 mícrons . É aqui que os robôs cirúrgicos mostram o seu verdadeiro potencial, proporcionando o nível de precisão necessário para realizar este tipo de intervenções sem comprometer tecidos delicados.

Neuromato

O Neuromate é um robô cirúrgico maravilhoso e especializado em neurocirurgia estereotáxica. Oferece precisão milimétrica em neurocirurgias complexas, permitindo aos cirurgiões realizar procedimentos delicados como biópsias cerebrais, implantação de eletrodos para o tratamento de epilepsia com nível de precisão incomparável ou estimulação cerebral complexa para pacientes com Parkinson. Sua capacidade de integração com imagens de alta resolução e seu design robótico ajudam a reduzir a margem de erro, minimizando o risco de danos colaterais ao tecido cerebral saudável. Isto o torna uma ferramenta inestimável em tratamentos neurológicos que exigem extrema precisão cirúrgica.

Estereotaxia ou A estereotáxica é uma técnica neurocirúrgica avançada que permite o acesso a áreas profundas do cérebro com grande precisão por meio de uma agulha de biópsia. Através desta agulha, os cirurgiões podem colher amostras de tecido cerebral, remover lesões ou evacuar fluidos, tudo com precisão milimétrica. Atualmente, esta técnica foi adaptada para trabalhar com tomografia axial computadorizada (TAC) e ressonância magnética (RM) , o que permite identificar claramente a lesão cerebral e determinar o ponto exato onde será realizada a intervenção. As coordenadas espaciais x, y, z , derivadas das imagens, são alimentadas no sistema de estereotaxia, orientando a intervenção para a área selecionada com absoluta precisão. Este procedimento permite o acesso a regiões do cérebro que de outra forma seriam inacessíveis através de cirurgias abertas tradicionais.

Para realizar a cirurgia, o neurocirurgião utiliza o software do robô para desenhar a intervenção em uma tomografia ou ressonância magnética de alta resolução do paciente, de forma que todas as coordenadas de cada ação sejam registradas espacialmente e o robô intervenha com precisão em cada ponto. .

No primeiro vídeo você confere o planejamento de uma cirurgia e no segundo como o robô atua no paciente.

• Empresa : Renishaw Neuro Solutions , uma divisão da empresa Renishaw , é responsável pelo seu desenvolvimento.
• País : Reino Unido.
• Ano de criação : O primeiro Neuromate foi desenvolvido na década de 1980.
• Preço aproximado : O preço pode variar entre 500.000 e 700.000 USD , dependendo das configurações.
• Distribuição internacional : Está presente em hospitais da Europa, América do Norte e Ásia.
• Organismos de aprovação : aprovados pela FDA (US Food and Drug Administration) e marcados pela CE na Europa.
• Principais características : Alta precisão em neurocirurgia, orientação robótica para cirurgias cranianas, compatível com sistemas de imagem como tomografia e ressonância magnética.

Renascimento

O Renaissance é um robô cirúrgico especial, de tamanho pequeno e colocado diretamente nas costas do paciente. É utilizado para realizar procedimentos espinhais de alta precisão, como colocação de parafusos em cirurgias de fusão espinhal. É configurado pela integração de imagens pré-operatórias, como tomografias computadorizadas, que criam um mapa tridimensional da coluna vertebral do paciente. Durante o procedimento, o robô guia os instrumentos do cirurgião com precisão milimétrica, garantindo a colocação ideal do implante, minimizando a exposição do paciente à radiação e reduzindo o risco de erros.

Também possui um módulo cerebral para cirurgias intracranianas.

No vídeo você tem algumas animações muito boas criadas pelo fabricante sobre como uma cirurgia é planejada e executada com este robô. O segundo é mais realista.

• Empresa : Desenvolvido pela Mazor Robotics , uma empresa israelense.
• País : Israel.
• Ano de criação : Introduzido em 2011 .
• Preço aproximado : Seu custo está entre 800.000 e 1,2 milhão de dólares .
• Distribuição internacional : Presente em hospitais de mais de 20 países , principalmente na Europa e América.
• Órgãos aprovadores : Possui aprovação FDA e marcação CE .
• Principais características : Compatível com imagens pré-operatórias e em tempo real, orientação precisa na colocação de implantes espinhais, redução de complicações pós-operatórias.

Robodoc

O Robodoc destaca-se como uma ferramenta revolucionária em cirurgia ortopédica pela sua capacidade de realizar procedimentos de alta precisão, principalmente em artroplastias de quadril e joelho. Este robô é configurado a partir de imagens 3D pré-operatórias que criam um modelo detalhado do osso do paciente, permitindo ao cirurgião planejar meticulosamente os cortes necessários.

Este robô, que mede aproximadamente dois metros de altura, está equipado com um avançado sistema de perfuração que opera de forma autônoma. Assim que o cirurgião coloca os sensores no corpo do paciente, o Robodoc procede à perfuração do osso em questão de minutos , permitindo a colocação de próteses com precisão incomparável. Embora o sistema atue de forma ativa e autônoma durante a intervenção, o cirurgião continua sendo essencial na orientação do processo, garantindo a precisão cirúrgica e a segurança do paciente. Com esta tecnologia, os resultados pós-operatórios são otimizados e a qualidade de vida dos pacientes melhora significativamente.

• Empresa : Originalmente desenvolvido pela Integrated Surgical Systems em colaboração com a IBM . Atualmente comercializado pela Curexo Technology Corp
• País : Estados Unidos.
• Ano de criação : Aprovado pela FDA em 2008 , embora seu desenvolvimento tenha começado na década de 1992.
• Preço aproximado : Entre 500.000 e 700.000 USD .
• Distribuição internacional : Ampla presença nos EUA , Europa e Ásia, com vários hospitais utilizando o sistema.
• Organismos de aprovação : Aprovados pela FDA e CE na Europa.
• Principais características : Capacidade de fazer cortes precisos nos ossos, integração com imagens 3D pré-operatórias, menos invasivas que as cirurgias convencionais.

Braço robótico Mako

O robô Mako da Stryker é especial pela sua capacidade de realizar cirurgias completas de substituição da anca e do joelho, graças à sua tecnologia de assistência robótica . É configurado através de um modelo 3D personalizado do paciente, gerado a partir de uma tomografia computadorizada (TC). Este modelo permite ao cirurgião planejar detalhadamente o procedimento, ajustando o posicionamento do implante para se adaptar à anatomia específica do paciente. Durante o procedimento, o cirurgião utiliza o braço robótico Mako, que auxilia na confecção de cortes ósseos com precisão, enquanto o cirurgião mantém total controle do procedimento, ajustando em tempo real conforme necessário para garantir os melhores resultados.

• Empresa : Desenvolvido pela Stryker , uma empresa global de tecnologia médica.
• País : Estados Unidos.
• Ano de criação : Lançado comercialmente em 2006 .
• Preço aproximado : Seu custo varia entre 1 milhão e 1,5 milhão de dólares .
• Distribuição internacional : Está presente em mais de 25 países , incluindo EUA, Canadá, Europa e Ásia .
• Órgãos aprovadores : Aprovados pela FDA e com certificações CE para uso na Europa.
• Principais características : Planejamento cirúrgico baseado em imagens 3D, corte ósseo assistido por robô para maior precisão, melhor recuperação do paciente e menos dor pós-operatória.

Da Vinci

O Da Vinci é o robô cirúrgico do tipo mestre-escravo, é o mais conhecido do mundo e o mais utilizado para cirurgias minimamente invasivas, já possui extrema precisão e controle, muito utilizado em áreas como urologia, ginecologia, cirurgia cardíaca e cirurgia geral. Oferece ao cirurgião visão 3D e controle preciso dos instrumentos robóticos, superando as limitações da cirurgia convencional.

É configurado por meio de imagens 3D e planejamento pré-operatório para orientar o procedimento. Durante o procedimento, o cirurgião controla os braços robóticos a partir de um console, que traduz os movimentos das mãos em ações precisas dentro do corpo do paciente. O Da Vinci oferece visualização 3D em alta definição e permite a realização de movimentos complexos por meio de microinstrumentos, tudo sob total controle do cirurgião, que monitora e ajusta cada ação em tempo real.

No primeiro vídeo você pode ver uma simulação do uso do robô e seu painel de controle e no segundo vídeo você pode ver como é realizada a cirurgia em uma uva, um método comum de treinamento de cirurgiões, onde você pode apreciar a grande precisão que este robô contribui.

• Empresa : Desenvolvido pela Intuitive Surgical .
• País : Estados Unidos.
• Ano de criação : Aprovado pela FDA em 2000 .
• Preço aproximado : O sistema básico custa cerca de 2 milhões de dólares , e o custo de manutenção anual e acessórios pode chegar a 150.000 dólares .
• Distribuição internacional : Mais de 5.000 sistemas Da Vinci estão instalados em 70 países, dos quais mais de 3.000 estão localizados nos EUA
• Organizações aprovadoras : Aprovadas pela FDA , com certificações CE na Europa e endossadas por diversas organizações na Ásia e na América Latina.
• Principais características : Movimentos extremamente precisos com escala de 1:10, imagens 3D em alta definição, permitem a realização de procedimentos complexos com incisões mínimas.

Alvarogarciamd , CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

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

Faca cibernética

O Cyberknife é único em sua capacidade de realizar radiocirurgia não invasiva , visando tumores em qualquer parte do corpo sem a necessidade de incisões. Ele utiliza imagens como tomografia computadorizada ou ressonância magnética para planejar o tratamento, identificando com precisão submilimétrica a área a ser tratada. Um dos fatores mais impressionantes do Cyberknife é que ele consegue acompanhar os movimentos naturais do paciente, como a respiração, ajustando automaticamente os feixes de radiação em tempo real, tornando-o extremamente eficaz.

O sistema possui um acelerador linear montado em um braço robótico flexível, capaz de fornecer radiação de vários ângulos, maximizando a dose no tumor e minimizando os danos aos tecidos circundantes. Durante o procedimento, o cirurgião planeja o tratamento e supervisiona o processo, mas o robô realiza o tratamento de forma autônoma .

Uma curiosidade é que ele pode tratar tumores móveis , como os de pulmão, sem a necessidade de marcadores internos.

• Empresa : Desenvolvido por Accuray .
• País : Estados Unidos.
• Ano de criação : Introduzido em 2001 .
• Preço aproximado : Entre 4 e 6 milhões de dólares , dependendo da configuração.
• Distribuição internacional : É distribuído globalmente, presente em hospitais dos EUA, Europa, Ásia e América Latina .
• Organismos de aprovação : Aprovados pela FDA e marcados pela CE para uso na Europa.
• Principais características : Radiocirurgia não invasiva, alta precisão para tratar tumores sem danificar tecidos saudáveis, tratamento ambulatorial com mínimo desconforto para o paciente.

Robôs de assistência

Os robôs assistivos são projetados para melhorar a qualidade de vida de pessoas com deficiências físicas ou neurológicas, facilitando tarefas cotidianas como alimentar, movimentar ou manipular objetos. Esses dispositivos proporcionam autonomia e dignidade aos seus usuários, permitindo-lhes participar das atividades diárias com maior independência. Abaixo estão alguns robôs auxiliares notáveis ​​na área de saúde, com detalhes sobre suas características, custos e distribuição. O objetivo principal é ensinar o paciente a voltar a ser autônomo.

Comedor mais arrumado

Assistente de alimentação desenvolvido para pessoas que conseguem mastigar e engolir, mas têm dificuldade de levar o alimento à boca devido a tremores, fraqueza muscular ou deficiência motora. Este dispositivo é modular e pode ser customizado de acordo com a necessidade do usuário, incluindo configurações para pessoas com diferentes graus de mobilidade.

• Características : Controle por toque ou interruptor, opções de ajuste de posição do prato e utensílios, e agora com comandos de voz para maior acessibilidade.
• Preço : O custo varia, mas é estimado entre 6.000 e 9.000 USD
• Distribuição : É distribuído globalmente, com avaliações domiciliares gratuitas disponíveis no Reino Unido e uma rede de distribuição em vários países.

Balde robótico para elevação de mercadorias

Projetado para pessoas com tremores, como aqueles com Parkinson. Esta colher estabiliza os movimentos das mãos para que o usuário possa comer sem derramar comida.

• Características : Utiliza tecnologia de estabilização para reduzir a agitação em até 70% e possui diversos utensílios intercambiáveis, como colher e garfo.
• Preço : O kit inicial está avaliado em aproximadamente US$ 195 e as ferramentas adicionais custam cerca de US$ 35 cada.
• Distribuição : Está disponível globalmente através do site oficial e lojas especializadas em equipamentos médicos.

Manus

Manipulador robótico montado em cadeiras de rodas e que ajuda usuários com mobilidade limitada a realizar tarefas cotidianas, como agarrar objetos, comer e operar dispositivos eletrônicos.

• Características : Este braço robótico é altamente adaptável e facilmente controlado usando joysticks ou comandos de voz.
• Preço : Dependendo das características e adaptações, o custo pode variar, mas está estimado entre 25.000 e 35.000 USD .
• Distribuição : É distribuído principalmente na Europa e América do Norte, podendo ser adquirido através de distribuidores especializados em robótica assistiva.

Cuidado-O-bot

Robô móvel projetado para auxiliar pessoas idosas ou deficientes em tarefas como carregar objetos, alcançar itens e manipular utensílios. É usado em residências, hospitais e centros de saúde para apoiar a vida diária.

• Características : Integra um sistema de navegação autônomo e um braço robótico para manipular objetos com precisão. Pode ser controlado por meio de comandos de voz e possui uma interface amigável.
• Preço : O Care-O-bot 4 tem um preço estimado de US$ 250 mil , dependendo das características específicas e do ambiente em que é usado.
• Distribuição : É distribuído principalmente na Europa, com presença em vários países, e está disponível para instituições que trabalham com idosos ou pessoas com deficiência física.

E o artigo acabou :(

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