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Reportaje destacado

Financiado con arreglo a: FP6-IST

Grandes logros de proyectos - Un escalón por encima: el uso de robots en los quirófanos

La presencia de robots en entornos quirúrgicos no es una novedad dentro de la profesión médica. Los cirujanos han permitido la introducción de estos robots para que les ayuden durante procedimientos tanto sencillos como más complicados. Sin embargo, estos precisos asistentes quirúrgicos podrían dominar un día el quirófano, tal y como están dispuestos a demostrar los investigadores europeos que participan en el proyecto Accurobas («Asistente robótico preciso»).
Grandes logros de proyectos - Un escalón por encima: el uso de robots en los quirófanos
Cuando se escucha la palabra «cirugía», nos viene a la mente la imagen de una incisión lo suficientemente grande como para que cirujano pueda ver y palpar el órgano con sus propios dedos. En ocasiones, el daño que se causa a la piel y al músculo para acceder a la región de interés es más lesivo que el procedimiento curativo en sí. Este tipo de incisión de grandes dimensiones es el estigma de la cirugía tradicional.

No es de extrañar que la tendencia actual se esté desplazando hacia una cirugía mínimamente invasiva, realizada mediante pequeñas incisiones en la piel del paciente a fin de preservar la integridad de órganos y tejidos. Por lo general, los cirujanos introducen dos tubos pequeños y emplean unos instrumentos llamados «endoscopios». Uno de ellos incorpora una cámara de fibra óptica y una fuente de luz; el otro contiene instrumentos quirúrgicos en miniatura.

El cirujano trabaja con instrumentos alargados y finos que proporcionan muy poca información y ofrecen una vista limitada del área de la intervención a través de una sola cámara. Este método también requiere una buena coordinación entre vista y tacto. Por este motivo, aún son muchos los procedimientos quirúrgicos complejos que tienen que realizarse siguiendo el método tradicional, más invasivo.

El siguiente paso: la cirugía robótica

El objetivo que pretendían alcanzar el Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT, Alemania) y sus colaboradores mediante el proyecto Accurobas era la superación de estas limitaciones gracias a la robótica. Aunque pueda parecer futurista, la cirugía robótica es una ampliación de las técnicas mínimamente invasivas. La diferencia es que el cirujano emplea brazos robóticos en lugar de endoscopios y herramientas, como el escalpelo y la pinza.

Los robots que se están investigando en el marco del proyecto Accurobas pertenecen a la nueva clase de robots ligeros que dejan una huella muy reducida, según explica el responsable del proyecto, el Dr. Joerg Raczkowsky del KIT. «Se podrían configurar fácilmente para las exigencias concretas de la intervención que se vaya a realizar», afirma.

Mirosurge es uno de estos robots quirúrgicos capaces de ayudar al cirujano en la misma mesa de operaciones. Diseñado en el Centro Aeroespacial Alemán (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR), el robot consta de tres brazos robóticos MIRO® que se introducen en el cuerpo del paciente a través de pequeñas incisiones. Uno de los brazos guía un laparoscopio (un endoscopio con forma telescópica) y ambos actúan como las manos del cirujano.

Dentro del quirófano, el cirujano se acomoda delante de un visor estereoscópico ergonómico. En él se muestran las imágenes de vídeo de alta resolución, en tiempo real, obtenidas por un par de cámaras instaladas en el laparoscopio. El cirujano puede observar a través del visor el interior del paciente y el área de intervención.

Al mover las manos, los brazos robóticos que se encuentran dentro del cuerpo del paciente imitan los movimientos del cirujano, cortando y suturando. Los mandos sensibles le permiten mover los brazos del robot con facilidad. Y sobre todo, los sensores en miniatura que detectan la fuerza torsional aportan información acerca de las fuerzas de reacción, lo que permite al cirujano volver a entrar en contacto con el tejido manipulado.

Más allá de los límites de la destreza humana

Este nuevo robot quirúrgico permite a los cirujanos llevar a cabo operaciones con una precisión inigualable siguiendo un método que reduce el riesgo de complicaciones y que requiere la presencia de menos personal clínico durante el procedimiento quirúrgico. Las ventajas para el paciente se resumen en unas incisiones más pequeñas, menor dolor postoperatorio y una recuperación más rápida.

«Supone una gran diferencia con respecto a las enormes cicatrices y a las largas estancias hospitalarias asociadas la cirugía abierta tradicional», explica el Dr. Raczkowsky. Además, gracias a la mejora de las condiciones ergonómicas, el cirujano se fatiga menos y puede conseguir mejores resultados para los pacientes.

En particular, con unas dimensiones similares a las de un brazo humano y con un peso de apenas 10 kilogramos, el sistema robótico MIRO® ofrece a los cirujanos una libertad de movimiento de siete grados, igual que la muñeca humana. Por otra parte, al ser un ordenador el encargado de digitalizar los movimientos, los temblores o las sacudidas de las manos se transforman en movimientos suaves y continuos, necesarios para realizar un procedimiento tan delicado.

La laparoscopia de alto rendimiento posee dos canales de visión independientes. Al fusionar las dos imágenes, el cirujano dispone de una percepción de la profundidad precisa. El sistema robótico también incorpora un programa informático de procesamiento de imágenes con funciones de realce de bordes y reducción de ruido. La imagen tridimensional (3D) de alta resolución resultante es nítida, definida y clara.

Sin embargo, la función más prometedora en cuanto a interacción entre hombre y robot es posiblemente el seguimiento ocular, que consiste en calcular el «punto de fijación» de la mirada del cirujano en la pantalla 3D que representa el área de intervención. Posteriormente, esta información se puede usar de varias formas; por ejemplo, puede servir para detener un incluso un latido.

Esta tecnología, comúnmente denominada «estabilización del movimiento dependiente de la mirada», utiliza la información sobre la profundidad del tejido y la frecuencia del cambio de profundidad y ajusta automáticamente la cámara y los instrumentos para desplazarlos con la misma frecuencia y en el mismo plano. De este modo, el cirujano puede operar sobre una imagen básicamente fija.

Perspectiva de futuro

El futuro de la cirugía pasa evidentemente por los robots; así lo creen los investigadores europeos que participan en el proyecto Accurobas. La utilización de herramientas como Mirosurge puede mejorar la uniformidad y la precisión de la cirugía. Este asistente quirúrgico de precisión está creando un nuevo paradigma de la práctica quirúrgica. «El cirujano actuará como un supervisor integrado», afirma el Dr. Raczkowsky.

Si bien las aplicaciones son amplísimas, las nuevas tecnologías del proyecto Accurobas requieren el control por parte de un cirujano. Debido también a la complejidad de los procedimientos quirúrgicos y a la elevada incidencia de complicaciones inesperadas, el día en el que los robots sofisticados dominen el quirófano podría estar lejos aún.

Sigue habiendo preguntas importantes por responder, especialmente las referidas a los instrumentos robóticos que intervienen directamente en las personas. Estos pueden suponer un riesgo importante para la salud del paciente, por lo que se está evaluando no sólo la eficacia, sino también la seguridad de los brazos robóticos.

Las primeras pruebas efectuadas en laboratorio revelaron un beneficio evidente del uso de robots ligeros en dos procedimientos distintos: la osteotomía por láser y la palpación. En la osteotomía, se acortó, alargó o modificó la alineación de un hueso por medio de un láser de dióxido de carbono. Por otra parte, la palpación comprende el examen físico de un paciente en el que se realiza una prueba de tacto del tejido o de un órgano para determinar su tamaño y forma, así como su firmeza y posición.

Al término del proyecto en 2009, los tres socios del mismo (la Universidad de Verona en Italia, el KIT en Alemania y el Centro Aeroespacial Alemán) recibieron casi 3,9 millones de euros a través del Séptimo Programa Marco para la continuación de Accurobas bajo un nuevo proyecto titulado Safros («Seguridad del paciente en la cirugía robótica»).

Mientras, el laboratorio Altair de la Universidad de Verona puso en marcha una empresa subsidiaria para industrializar y comercializar las prometedoras tecnologías desarrolladas durante el proyecto Accurobas. Altairmed srl tiene por objetivo acelerar la adaptación de los asistentes robóticos de precisión a la cirugía mínimamente invasiva.

El Proyecto Específico de Investigación Focalizado (PEIF) Accurobas recibió una financiación comunitaria de 3 millones de euros a través del tema «Tecnologías de la Sociedad de la Información» (TSI) del Sexto Programa Marco de investigación de la UE.

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