medica robotica

1. De la Torre Orzuna Litzy, Gomez Najera Ana Laura, Jorge Pérez
BENEMERITA UNIVERSIDAD
AUTONOMA DE PUEBLA
Facultad De Medicina
Desarrollo de Habilidades en
el uso de las tecnologías y la
información

2. 1
ROBOTICA EN LA MEDICINA, EL FUTURO DE LA CIENCIA
Las primeras aplicaciones de la robótica eran rusticas, pero su
innovación en los procesos fabriles y su intervención en situaciones no aptas para
la supervivencia humana; como el espacio, las profundidades marinas o zonas
contaminadas, ha hecho que quede instalada como nueva ciencia del siglo XXI.
Sin embargo, ciertas capacidades extremadamente necesarias en el campo de la
Medicina, como la simulación de habilidades de decisión rápida, la manipulación
mecánica con muchos grados de libertad, la experiencia y adaptación rápida al
entorno y la integración y decisión sobre una enorme cantidad de datos
provenientes de múltiples sensores y monitores conectados al enfermo han sido de
mucha ayuda tanto para salvar vidas como para generar precisión.
En el siguiente ensayo se presenta una visión general del progreso de la robótica
en el campo de la medicina, y se analizan las aplicaciones que han surgido en las
últimas décadas en las diferentes ramas de la medicina y expondremos las
aplicaciones en el campo asistencial, de rehabilitación, no quirúrgica y quirúrgica,
basándonos en prototipos actuales y/o comerciales.
Como puede verse los campos de aplicación de la robótica en la medicina son muy
amplios y complejos. Por su importancia en la sociedad y sus perspectivas de
desarrollo futuro, se expondrán en este ensayo las técnicas de mayor desarrollo en
cada una de las dos áreas específicas anteriormente descritas. Esto nos lleva a las
prótesis robóticas de miembros superiores y a los robots asistentes en cirugía mini-
invasiva.

3. 2
INDICE
Nombre Número de página
Historia de la robótica………………………………………………………………………………..2
Cirugía robótica: Historia e impacto en la enseñanza…………………………………3
Robots quirúrgicos, Consola demando……………………………........................... 3
Carro robótico………………………………………………………………………………………….3
Torrede laparoscopia………………………………………………………………………………..4
Robodoc…………………………………………………………………………………………………….5
Cirugía mínimamente invasiva…………………………………………………………………..5
Prótesis robóticas………………………………………………………………………………...….7
Cirugía robótica: presente y futuro…………………………………………………………… 7
El futuro: cirugía robótica por puerto único……………………………………………… 8
Los futurosrobots.......................................................................................... 8
Ventajas y desventajas de la cirugía robótica…………………………………………… 9
Conclusiones…………………………………………………………………………………………… 10
Bibliografía……………………………………………………………………………………………

4. 3
Historia de la robótica
La cirugía robótica comenzó a desarrollarse a principios de los años noventa en
Estados Unidos con el trabajo conjunto de la National Aeronautics and Space
Administration (NASA), la Jet Propulsion Laboratory, y emprendedores privados que
conformaron una empresa llamada RAMS (Robot Assisted Micro Surgery).
El objetivo de esta empresa era desarrollar un robot con la destreza suficiente para
realizar procedimientos microquirúrgicos y a distancia, surgiendo así el término
Tele-cirugía. Por otro lado, también se propusieron mejorar, mediante pinzas
robóticas, los movimientos de la mano humana. De esta manera, se haría más
sencilla la cirugía y permitiría la realización de operaciones complejas en forma
mínimamente invasiva. En el año 1994, RAMS creó el primer brazo robótico de 2,5
cm de diámetro por 25 cm de largo, con los 6 grados de movimiento en el espacio.
Al año siguiente, desarrolló también una estación de trabajo con dos brazos
robóticos. Paralelamente, otra empresa, llamada Intuitive, desarrolló el da Vinci
Surgical System, que constituyó el primer robot que logró la aprobación de la
Administración Norteamericana de Alimentos y Medicamentos (Food and Drug
Administration, FDA), para su utilización en pacientes. Así se realizó la primera
colecistectomía con asistencia robótica a distancia en marzo de 1997.
Cirugía robótica: Historia e impacto en la enseñanza
La cirugía robótica no sólo ha cambiado la forma de practicar la cirugía, sino que ha
renovado la forma de enseñar y de aprender a operar. Ha entrado a formar parte de
los programas de cirugía en todo el mundo, se ha utilizado para la enseñanza de la
cirugía y para la práctica con modelos virtuales tridimensionales en lugar de
pacientes.
El impacto de la robótica en la Medicina ha propiciado el desarrollo de nuevos
aspectos de esta ciencia, tales como la telecirugía (cirugía que permite al cirujano
operar a distancia). En 2001 el doctor Marecaux llevó a cabo la primera operación
telerrobótica (el cirujano se encuentra sentado frente a una consola de ordenador
en una ubicación distinta de la del paciente) mediante el sistema quirúrgico ZEUS.
Se trataba de una colecistectomía realizada por cirujanos ubicados en Nueva York
(EE.UU.) a un paciente de 62 años con colelitiasis ingresado en Estrasburgo
(Francia).

5. 4
Robots quirúrgicos
Consola de mando
Es el sitio donde el cirujano, sentado confortablemente y sin necesidad de estar
vestido con ropa ni guantes estériles, controla los movimientos de tres brazos
robóticos de trabajo y un cuarto, que sujeta la endocámara. (Sistemas daVinci S HD
y SI) La consola de mando puede estar ubicada en la misma sala de operaciones,
o fuera de ella y está formada por tres elementos básicos . Un binocular: Desde
donde el cirujano recibe la visión tridimensional (3D). Esta visión 3D se logra por
medio de dos ópticas paralelas recubiertas por una vaina metálica que captan las
imágenes del interior del paciente y son procesadas por un sistema de computación
que fusiona las dos imágenes y las proyecta al cirujano en la consola, superando la
visión bidimensional de la cirugía laparoscópica convencional.
Dos pares de anillos: En las cuales el cirujano coloca sus dedos índice y pulgar de
cada mano a modo de pinza. Los movimientos que el cirujano realiza con las anillas
en el espacio son precisamente repetidos por los instrumentos quirúrgicos del
extremo de los brazos de trabajo del robot.
Un sistema de pedales: Que permiten manejar los movimientos de la endocámara
y activar los elementos de coagulación. Además un cuarto pedal permite activar el
tercer brazo quirúrgico a modo de ayudante.
Carro robótico
Es el robot propiamente dicho. Está compuesto por una base del que cuelgan sus
cuatro brazos. Los tres brazos de trabajo sujetan los instrumentos que ingresarán
al paciente a través de puertos de 8 mm, mientras el cuarto brazo controla los
movimientos de la doble endocámara, a través de un puerto de 12 mm. El robot
actúa como intermediario entre el cirujano y el paciente. Los instrumentos se
mueven copiando milimétricamente los movimientos que el cirujano realiza desde
la consola, con 7 grados de libertad en el espacio (sistema endowrist),
miniaturizando sus movimientos, volviéndolos sumamente precisos y neutralizando
el temblor. La consola y el robot se encuentran conectados por un sistema de cables
y, si bien pueden funcionar por comunicación satelital permitiendo realizar cirugías
a distancia, hoy en día la FDA de EEUU, prohibe su uso a distancia.
Torre de laparoscopia
Se necesita un insuflador para la realización del neumoperitoneo y de un monitor
para que tanto el ayudante, como la instrumentadora y el personal de quirófano
puedan observar la cirugía (visión bidimensional). La cirugía robótica resuelve varias
limitaciones de la laparoscopia tradicional, tales como el movimiento paradojal, la
limitación de ángulos por instrumentos rígidos (permitiendo que el movimiento fluido
y libre de la muñeca del cirujano sea transmitido directamente al extremo de los

6. 5
instrumentos), la mala postura ergonómica (brindando la posibilidad al cirujano de
estar sentado en una posición suma mente confortable y sin la necesidad de estar
estéril), la disociación entre la dirección de los instrumentos y el monitor (alineando
la visión del cirujano con el movimiento de sus manos), la dificultad para realizar
micro suturas de alta precisión y la visión bidimensional (absorbiendo el temblor y
generando una visión 3D). Las innovaciones tecnológicas, que avanzan día a día,
irán trayendo cambios a los actuales equipos, que seguramente modificarán los
procedimientos quirúrgicos, permitiendo quizás en un futuro, sistematizar la
telecirugía y el desarrollo de tele-consultas con la interacción de varios operadores
y llegar así a realizar procedimientos multicéntricos. Esto llevaría a nuevos
problemas éticos y legales sobre responsabilidad médica, que deberán ser
resueltos, sin dejar de lado que las relaciones entre médicos y pacientes también
se verían seriamente modificadas.
Robodoc
Una serpiente mecánica llamada 'Robodoc', que puede entrar en el cuerpo mediante
los orificios naturales y no por incisiones para realizar operaciones, es uno de los
dispositivos futuristas que los investigadores creen transformará las técnicas
quirúrgicas tradicionales. Implicarían menos trauma, rápida recuperación, estancias
más breves en el hospital y menor tejido dañado. La posibilidad de que brazos
robóticos hurguen en el abdomen suena alarmante, pero su precisión podría
implicar menos trauma, una rápida recuperación, una estancia más breve en el
hospital y una menor cantidad de tejido dañado. Entre los hombres que necesitan
una operación de próstata, el mayor grupo que se somete al bisturí electrónico en
la actualidad, éste implica un menor riesgo de impotencia, según los médicos que
recurren a los dispositivos. Algunas dificultades "No es el concepto más fácil de
describirle a un paciente", asegura el cirujano Ara Darzi, co-director del Centro
Hamlyn de Cirugía Robótica del Imperial College en Londres, "pero se convencen
rápido al explicarles los beneficios". Sin embargo, son muchas las voces críticas
que cuestionan la rentabilidad de este tipo de robots, que cuestan cerca del millón
de euros, cuando otros tratamientos, como los medicamentos para el cáncer, están
siendo recortados ante la situación económica.
La Cirugía Mínimamente Invasiva (CMI)
Es el conjunto de técnicas diagnósticas y terapéuticas que por visión directa, o
endoscópica, o por otras técnicas de imagen, utiliza vías naturales o mínimos
abordajes para introducir herramientas y actuar en distintos territorios de la
economía humana.
En ocasiones, también es denominada como cirugía laparoscópica o cirugía asistida
por laparoscopio. El término laparoscopia se le da a un grupo de operaciones
realizadas con la ayuda de una cámara colocada en el abdomen. Originalmente, la

7. 6
laparoscopia se usaba para procedimientos ginecológicos tales como la ligadura de
trompas, pero en la actualidad permite realizar cirugía mínimamente invasiva
practicando sólo una pequeña incisión en el abdomen.
La Cirugía Mínimamente Invasiva (CMI) puede ser aplicada en multitud
de especialidades médicas ya que se trata de un concepto global que enmarca hoy
día a casi todas las disciplinas médicas
como: ginecología, urología, traumatología, cardiología, vascular, neurología…
Ventajas
Reducción de la respuesta inflamatoria sistémica asociada
con la cirugía, y mejoría en la respuesta inmunológica.
• Disminución del dolor postoperatorio debido fundamentalmente a la ausencia de
incisiones quirúrgicas importantes y a la reducción del trauma en los tejidos
sanos.
• Menores complicaciones en la herida quirúrgica. Las heridas tienen diámetros
menores por lo que cicatrizan rápidamente y rara vez presentan complicaciones
importantes. Además, es importante destacar el factor “estético” que conllevan estas
mini incisiones.
• Disminución del postoperatorio y estancia en el hospital. En consecuencia, se
reducen de forma significativa los costes asociados y las listas de espera.
Impacto
La Cirugía Mínimamente Invasiva surge como nueva alternativa terapéutica para el
tratamiento de afecciones quirúrgicas compitiendo con la cirugía convencional, cuyo
uso se ha reducido en un buen número de intervenciones. Estos desarrollos están
produciendo importantes impactos tanto en centros hospitalarios como en cirujanos
y pacientes. Es destacable el impacto en política sanitaria, ya que es sabido que en
Occidente el 50% de los internamientos están ligados a posibles complicaciones y
al período de convalecencia postoperatorio. La llegada de estas nuevas técnicas
mini-invasivas, con tratamientos ambulatorios o de corta internación, y el
seguimiento ambulatorio, disminuyen considerablemente estas cifras. Así como
efecto, surge
Desventajas
• Presenta dificultades con la percepción espacial: debido a que las intervenciones
son controladas a través de monitores, se pierde la visión binocular que nos da la

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tridimensión. Sin embargo, gracias a los avances tecnológicos la tridimensión ya es
una realidad.
• Pérdida de la percepción profunda (imposibilidad de palpación/sensación). La
sensación y el tacto de la cirugía convencional se pierde y es necesario aprender a
palpar con los instrumentos.
• Manejo oncológico discutible debido principalmente a la falta de resultados.
• En caso de sangrado importante, éste es difícil o imposible de controlar.
• Los nódulos pequeños y profundos son difíciles de ubicar.
• El proceso de suturación es más lento y complicado.
Prótesis
Estas herramientas son 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.
Músculos artificiales para pie y tobillo. Existe un prototipo en desarrollo, trabajo
del equipo del robotista Yong-Lae Park, está hecho en buena parte de materiales
compuestos y plásticos blandos que hace posible que este dispositivo robótico
realice en el tobillo movimientos idénticos a los naturales.
Esta avanzada prótesis robótica cuenta con sensores hechos de piel artificial
sensible al tacto, y delgadas hojas de goma que contienen largos microcanales
llenos de una aleación especial de metal líquido.
Transistores flexibles alrededor de tejidos, estos materiales soportan su
implantación dentro de un cuerpo vivo y además cambian de forma a fin de
afianzarse en el tejido deseado, por ejemplo curvándose y enrollándose alrededor
de un vaso sanguíneo o de un nervio. Se trata de una avanzada gama de
componentes electrónicos con las mismas características revolucionarias que algún
día podrían ser herramientas comunes para que los médicos aprendan más sobre
lo que ocurre dentro del cuerpo de sus pacientes, e incluso estimular a éste en el
marco de tratamientos médicos avanzados.
CIRUGÍA ROBÓTICA: PRESENTE Y FUTURO
A pesar de los numerosos avances tecnológicos, la formación en cirugía se ha
mantenido sin cambios durante más de un siglo, los aspirantes a cirujanos siempre
han tenido que adquirir experiencia con el sistema de “ensayo y error supervisado”
en pacientes reales, este planteamiento hace que la formación en cirugía dependa
totalmente del número de casos operables disponibles en el momento, además de

9. 8
que se prolonga el tiempo de formación y compromete la seguridad del paciente,
sin embargo la cirugía robótica se convertirá en un nuevo medio para adquirir las
aptitudes necesarias para operar, gracias a la simulación de todas las
intervenciones que pueden realizarse con el robot los cirujanos pueden usar robots
quirúrgicos para practicar operaciones con simuladores tridimensionales de realidad
virtual y modelos de las partes blandas que recrean la textura de los tejidos
humanos a través de sistemas de respuesta de fuerza o Force Feedback, las
simulaciones guiadas por imágenes permitirán a los cirujanos practicar diferentes
intervenciones, gracias a las reconstrucciones tridimensionales de la parte de la
anatomía.
ACTUALIDAD
Hoy en día, la cirugía robótica dejó de ser ciencia ficción para convertirse en una
realidad. Probablemente sea la cirugía del futuro, con tendencia a la miniaturización
cada vez son más los lugares en donde se realizan procedimientos robóticos en
forma sistemática y las comunicaciones científicas sobre fallas del robot y sus
componentes son extremadamente bajos sin embargo no podemos tomar esta
información para considerar a la cirugía robótica como el estándar de oro para el
tratamiento, algo muy importante es que el cirujano no sólo debe entrenarse en
nuevas técnicas quirúrgicas sino que además debe tener un acabado conocimiento
de la patología en tratamiento, para priorizar la intervención más correcta por
encima de cualquier intención de tratar de demostrar que se está en el apogeo de
la tecnología.
Por otro lado, estos robots no son máquinas autónomas capaces de realizar toda
una cirugía por ellos mismos ni resolver un problema dado con instrucciones
preprogramadas, la función de los robots sólo es complementar o mejorar las
habilidades del cirujano, transformando los movimientos de éste en movimientos
robóticos sumamente estables, precisos y delicados, es por eso que el cirujano
continúa siendo el protagonista y responsable de la sala de operaciones y es la
experiencia del cirujano la que determinará los resultados en cualquier técnica
quirúrgica.
El futuro: cirugía robótica por puerto único
El desea de minimizar el malestar postoperatorio del paciente y mejorar la cosmética
ha estimulado el interés por la cirugía a través de orificios naturales, esto último se
ha logrado gracias a la cirugía por puerto único, este tipo de cirugía incluye una
cicatriz pequeña, un acceso mínimamente invasivo, menos dolor y resultados

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comparables a la cirugía abierta, además de que los resultados cosméticos son
excelentes y la cicatriz es indetectable cuando esta se encuentra dentro del ombligo.
Ventajas y desventajas de los robots
Los robots poseen gran cantidad de ventajas sobre los humanos al momento de
realizar tareas de manipulación su precisión y repetibilidad les han permitido
penetrar fácilmente el sector industrial, conllevando claros beneficios económicos,
sin embargo, en cirugía el ambiente de trabajo está lejos de ser tan estructurado
como en la industria, presentándose problemas tales como la pérdida de sensación
de realimentación y una falta de adaptabilidad, se debe entender igualmente que
normalmente no es posible programar un robot para realizar autónomamente una
tarea quirúrgica. Los robots deben entonces verse como una “extensión o
ampliación de las capacidades humanas”, antes que un reemplazo del operador
humano.
En la siguiente tabla expondremos algunas de las ventajas y desventajas entre los
robots y los humanos:
TABLA DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS CIRUJANO vs ROBOTS
CIRUJANO ROBOT
VENTAJAS Versátil Es repetitivo y
reproducible
Juicio clínico y
experiencia
Estable y preciso
Dexteridad manual a
escala
Diversos sensores
Procesamiento rápido e
integrado de información
cualitativa
Maneja múltiples tareas
cuantitativas
DESVENTAJAS Temblor Caro
Fatiga Complicado el “set up”
Impreciso Tamaño
Variable en habilidad y
estado emocional
No versátil
Inefectivo en subescala Tecnología aun en
infancia
CONCLUSIÓN

11. 10
Es cierto que ha habido grandes avances dentro de la medicina, avances que han sido
proporcionados por los robots, sin embargo no hay que cegarnos por todo lo que la
tecnología nos da, porque es importante entender que los robots no reemplazan la tarea
de los cirujanos sino que bien como lo mencionamos en el texto su función es ampliar las
capacidades del cirujano y consideramos que es excelente que el ser humano cree
herramientas para mejorar su desempeño en cualquier ámbito en el que se desarrolle no
solo en la medicina, sin embargo como en todo no se debe abusar de ello. Por ejemplo el
uso de la cirugía mínimamente invasiva es de gran utilidad para el tratamiento de diversas
enfermedades, además de ser poco invasiva para el paciente lo que disminuye los riesgos y
puedes ser menos incómoda para el paciente. En lo que respecta a la cirugía robótica aún
queda mucho por investigar y desarrollar, pero los resultados obtenidos son positivos, y
parece que es sólo cuestión de tiempo hasta que la cirugía robótica se convierta en el
procedimiento de referencia para un número importante de intervenciones quirúrgicas.
Bibliografia: Mucio Moreno-Portillo, Carlos Valenzuela-Salazar, César David Quiroz-
Guadarrama,Carlos Pachecho-Gahbler y Martín Rojano-Rodríguez, 2014, cirugía
robótica,México, D.F, Gaceta Médica de México, recuperado
de:http://www.medigraphic.com/pdfs/gaceta/gm-2014/gms143e.pdf
APLICACIONES DE LA ROBOTICA AL CAMPO DE LA MEDICINA
Oscar Andrés Vivas Albán, Marzo 2007, Aplicaciones de la robótica al campo de
lamedicina,Popayán, Colombia, Departamento de Electrónica, Instrumentación
yControl,UniversidaddelCauca,Recuperadode:http://www.unicauca.edu.co/ai/publicacio
nes/Aplicaciones_de_la_Robotica.pdf