De un robot bien músico a cirujano

p-07Un robot es por todos conocido como un ingenioso sistema tanto mecánico como electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas sólo a las personas.

Hace 27 años en la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) se diseñó, desarrolló y construyó el primer robot pianista, Don Cuco el Guapo, como la consecuencia de una aplicación de un microprocesador de 16 bits, llamado ILA9200 (por ser un proyecto de colaboración Ibero Latino Americana) cuya primera versión se realizó en 1992. Este robot pianista tuvo un gran impacto en la Expo Internacional de Sevilla en España, de ese mismo año.

Ante las preguntas frecuentes del público en general, influenciados por las películas de ciencia ficción, de si además de tocar música en los teclados podría realizar otras actividades, este robot con inteligencia artificial, programado para reconocer la partitura y ejecutar las notas musicales por él reconocidas, fue también fuente de inspiración para desarrollar y construir prótesis de miembros superiores (brazos y manos) e inferiores (piernas), en el CREE-DIF en Puebla a partir de 1993.

Don Cuco atrajo la atención de varios jóvenes en diversas disciplinas del conocimiento: electrónicos, físicos, computólogos, mecatrónicos, matemáticos, mecánicos, músicos, artistas plásticos, cineastas, compositores, etcétera, y cumplió con el objetivo de aplicar estos conocimientos al servicio de la humanidad.

Los profesores e investigadores involucrados en el desarrollo de Don Cuco, con su amplia experiencia en el diseño de circuitos integrados de aplicación específica (ASICs) y del silicio monocristalino como materia básica en los Circuitos Integrados y celdas fotovoltaicas de alta eficiencia con calidad espacial, en estos últimos años han dirigido sus esfuerzos en el área de la Ingeniería Biomédica.

La Ingeniería Biomédica es el resultado de la aplicación de los principios y técnicas de la ingeniería al campo de la medicina. Su tarea fundamental es el diseño y construcción de equipos médicos, prótesis, dispositivos médicos, dispositivos de diagnóstico y de terapia. También interviene en la gestión o administración de los recursos técnicos ligados a un sistema de hospitales. Combina la experiencia de la ingeniería con las necesidades médicas para obtener beneficios en el cuidado de la salud.

Dados los antecedentes de este grupo de investigadores en la Ingeniería Biomédica (algunos de sus prototipos son el marcapaso cardiaco y gástrico, laringes electrónicas, estimulador de crecimiento de tejido óseo, etcétera) incursiona en la cirugía robótica o cirugía asistida por robot, que permite al cirujano hacer procedimientos más complejos y con mayor precisión.

La cirugía asistida por robots en los últimos años ha tenido una gran aceptación, fundamentalmente por ser una cirugía de mínima invasión, p.e. en cirugía laparoscópica, que mediante una pequeña incisión en el abdomen se introduce el endoscopio, el cual tiene una cámara y una fuente de luz externa que ilumina el campo de visión del cirujano. Esta cirugía de mínima invasión, además de que el paciente tiene una recuperación más rápida, representa menos riesgo de infección durante la cauterización de la herida.

La cirugía robótica tiene también la posibilidad de llegar a partes del cuerpo donde un humano no podría llegar ni accionar. Se puede utilizar en diversas cirugías en general, también en biopsias para el diagnóstico temprano de cáncer de mama, como también en cirugías colorrectal y esofágica, miotomías, cirugía bariátrica (relativa al peso corporal), y otras especialidades como la ginecobstetricia, histerectomía (extirpación total o parcial del útero) con linfadenectomía pélvica (extraer los ganglios linfáticos de la pelvis para examinarlos bajo un microscopio y observar si contienen cáncer) y miomectomías (extracción de fibromas uterinos, miomas) así como algunas relacionadas especialmente con pacientes en edad fértil. También tiene aplicaciones en cirugía cardiotorácica, en cirugía maxilofacial y en el campo de la otorrinolaringología, entre otras diversas áreas.

Actualmente en la BUAP se están diseñando, desarrollando y construyendo todas las herramientas necesarias para crear un robot, tipo robot cirujano Da Vinci, con tecnología mexicana, desarrollada y construida por mexicanos, con el propósito de preparar no solo a ingenieros sino a médicos para manipular un robot cirujano mexicano, iniciando desde lo más básico. Esto es, el diseño y construcción de micro herramientas quirúrgicas (pinzas, tijeras, sujetadores, separadores, grapas, electrocauterios, etcétera), además de brazos robóticos, inclusive controlados por voz, desarrollando algoritmos por comando de voz para la manipulación de un brazo robótico, en el que, mediante un comando, el cirujano mueva el brazo robótico. De esta manera el cirujano puede tener más libertad en la zona quirúrgica para cirugías de mínima invasión. Hasta este momento, los trabajos se han enfocado en las cirugías del aparato digestivo. Por ejemplo, en la extirpación quirúrgica de la vesícula biliar.

Un robot cirujano tipo Da Vinci, utilizaba un sistema maestro-esclavo integrando una consola de manos y brazos independientes, diseñado para cirugía abdominal por vía laparoscópica. Una de las desventajas de este sistema robótico es el enorme tamaño y costo. Los médicos cirujanos deben acumular muchas horas de entrenamiento para poder manipularlo. Ante tal escenario surgen diversas propuestas de robots cirujano: robots servo-asistentes, asistentes-coordinadores, efectores semiautónomos y los robots teledirigidos.

En cuanto al sector salud en México, que considera comprar robots cirujanos, surge la evidente demanda del diseño y construcción de simuladores de cirugía laparoscópica, con el propósito de que médicos cirujanos y estudiantes de medicina adquieran habilidades quirúrgicas y hápticas en el manejo de manipuladores y micro-herramientas. Se construye el primer simulador con las siguientes características: un tórax y una pelvis anatómica, un sistema mecánico para la cámara CCD (Charge Couple Device) y su electrónica de control. Con esta versión se dieron varios cursos de capacitación para la manipulación de las microherramientas en el simulador. Este simulador permite adquirir coordinación ojo-mano y orientación espacial en dos dimensiones, sin necesidad de equipo de laparoscopía en estos entrenamientos, donde se proponen varios ejercicios que tienen que ejecutar limpiamente y en un lapso determinado. Por esta razón en la segunda versión se incluye un cronómetro.

La primera versión del simulador de laparoscopia se ha presentado en diversos congresos organizados por la Academia Mexicana de Cirugía, en la Asociación Mexicana de Cirugía del Aparato Digestivo y en el Congreso Nacional de Tecnologías Aplicadas a Ciencias de la Salud. Donde capta la atención del público y se identifican usuarios potenciales que dan sugerencias para desarrollar y construir la segunda versión del simulador.

Debido a la gran demanda de simuladores surge la empresa Simulap®, Tecnología Médica de Puebla, S. A. de C. V., la cual atiende las necesidades de hospitales, escuelas de medicina e instituciones de investigación en México. Los simuladores tienen gran éxito y se exportan a España, Alemania, Polonia, Brasil y Guatemala.

México tiene el potencial humano altamente calificado para incursionar en varias áreas del conocimiento, cuadros excelentemente formados para desarrollar tecnología propia. Foros como el X CONTACS permiten reunir a las diversos grupos de investigadores en diversas disciplinas, para desarrollar nuestra propia tecnología acorde a nuestras necesidades, y así ser tecnológicamente independientes.

 

* elsachavira56@hotmail.com, alejandro.pedroza@live.com.mx, hectorsimon.vargas@upaep.mx, verame200504031@hotmail.com