La cirugía
robótica parece una idea tomada de una película
de ciencia ficción y, seguramente, la visión que
tenemos de ella ha sido influida por imágenes como las de la
película Star wars, en la que Luke Skywaker es atendido
médicamente por unos robots que incluso le implantan un
brazo robótico. Las posibilidades de aplicación
de robots en la cirugía han motivado la
investigación en este campo, y hoy en día ya son
una realidad. La palabra robot proviene del checo; según el
diccionario de la lengua española de la Real Academia quiere
decir "trabajo o prestación personal" y la define como: "una
máquina o ingenio electrónico programable, capaz
de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas
sólo a las personas".
El concepto de robot lo empleó por primera vez, en 1921, el
escritor Karel Kapek, en su obra titulada R.U.R. (Robots Universales
Rossum). El término se deriva del checoslovaco robota, que
significa una labor tediosa o servil. En su libro, Kapek plantea que se
crearon robots para servir a la sociedad, pero eventualmente hubo una
rebelión que culminó en matanzas y en la
esclavitud de los humanos. La idea de los robots "malignos" que pueden
dañar al hombre se popularizó posteriormente en
un gran número de novelas. Por esta razón, Isaac
Asimov planteó en Yo, robot tres reglas inviolables para
asegurar que los robots permanezcan siempre bajo el control de sus
creadores.
Actualmente, los robots han sido integrados en diferentes campos, entre
los que se encuentran la manufactura de automóviles, el
manejo de materiales peligrosos para el hombre, e incluso nos
sustituyen en viajes al espacio que implicarían un gran
riesgo y serían demasiado prolongados para un ser vivo.
Específicamente en medicina se han empleado diversas
tecnologías robóticas que han facilitado el
tratamiento de varios padecimientos.
TABLA I. Diferentes robots empleados en medicina, se incluye su tipo y
aplicación en cirugía.
Tal es el caso, por ejemplo, de la
cirugía del ojo asistida por computadora, en la que se
proporciona la información acerca de la geometría
y características del globo ocular a un sistema
computarizado, el cual guía los cortes a realizar para
corregir las deficiencias visuales. Sin embargo, robots que tengan una
inteligencia artificial semejante a la humana todavía no
existen; es factible que en un futuro no tan lejano se
diseñen robots con algo comparable a una conciencia y mente
propias, que junto con una libertad de movimiento superior a la del
hombre (gracias a los materiales con los que estén
construidos), les van a permitir realizar actividades imposibles para
nosotros o con una mejor eficiencia que la de los humanos. En la
medicina esto suena atractivo a pesar de que hasta la fecha ninguna
máquina cumple con lo anterior. En este ámbito,
el cirujano robot correspondería a un manipulador controlado
por computadora, capaz de percibir las partes del cuerpo humano y de
mover los instrumentos quirúrgicos para efectuar una
cirugía. En la actualidad se clasifica a los robots como
pasivos, cuando permiten ubicar y mantener en posición
algunos instrumentos para facilitar al cirujano el procedimiento
quirúrgico, y activos, cuando el robot mueve los
instrumentos y realiza la cirugía. Dentro de estos
últimos existe lo que se conoce como los sistemas
maestro-esclavo, en los que el robot manipula los instrumentos, pero es
el cirujano el que le indica al robot cómo hacerlo.De
acuerdo con esta clasificación se han construido varios
robots pasivos que permiten la realización de
cirugías relativamente simples, como las biopsias
estereotáxicas, en las que el neurocirujano alimenta las
características del tumor a operar en un sistema
computacional que controla un robot encargado de introducir la aguja
para la toma de la muestra de tejido sospechoso. Entre los robots
activos destaca uno creado por IBM, denominado Robodoc. Se trata de un
sistema experimental que permite implantar una prótesis de
cadera con mayor superficie para su fijación, en un perro.
El primer robot del tipo activo utilizado en humanos es el Probot,
creado por el Imperial College en Londres y que ayuda a realizar una
resección de tejido benigno de la próstata; este
robot incorpora en su punta un sistema de ultrasonido que le permite
crear una imagen tridimensional de la próstata,
así el cirujano selecciona qué partes del tejido
debe cortar el Probot (Tabla I).
Se busca que los robots mejoren los resultados de la cirugía
tradicional volviendo los procedimientos menos agresivos; esto explica
por qué la mayoría de los avances en
cirugía robótica se han dado en el campo
emergente de la cirugía mínimamente invasiva,
conocida como cirugía laparoscópica.
Ésta consiste en la introducción en el cuerpo de
una cámara e instrumentos mediante los cuales se realiza la
cirugía; para ello se han implementado diferentes robots, y
uno de los primeros fue el robot activado por voz conocido como AESOP
(siglas en inglés de Sistema Óptimo de
Posicionamiento Endoscópico Automatizado), que actualmente
se utiliza en forma rutinaria en centros especializados en
cirugía laparoscópica. Este robot consiste en un
brazo mecánico conectado a una computadora que reconoce
órdenes verbales sencillas y que el robot traduce en
movimientos de la cámara laparoscópica. El AESOP
libera un brazo del cirujano y así se disminuye el
número de personas que se requieren para la
cirugía, con la ventaja de que la imagen de la
cirugía no va a moverse ni a temblar como lo
haría un cirujano que sostiene una cámara durante
un periodo largo de tiempo. El costo promedio de este robot es de
90,000 dólares.
FIGURA 1. Componentes del robot maestro-esclavo tipo Da Vinci utilizado
hoy en día en muchos hospitales del mundo.
FIGURA 2. La tecnología Endowrist permite imitar los
ángulos del movimiento de la mano humana mediante la
flexión de los instrumentos en distintos ejes.
FIGURA 3. Se observa cómo el robot maestro-esclavo tipo Da
Vinci traduce los movimientos de la mano del cirujano en movimientos
del instrumental.
Robots de una nueva
generación son los sistemas maestro-esclavo, que incluyen a
los robots Da Vinci y Zeus. Estos sistemas permiten lo que conocemos
como cirugía asistida por robot, en la cual el cirujano
utiliza brazos mecánicos que repiten los movimientos que
realiza en una consola. En la consola computarizada se tiene un visor
que transmite la imagen que es captada por la cámara
laparoscópica ubicada en uno de los brazos
mecánicos. El sistema consta de un conjunto de manivelas que
se adaptan al dedo pulgar e índice del cirujano, con los
cuales controla el movimiento de los brazos mecánicos. Los
brazos mecánicos son tres, uno para sostener la
cámara laparoscópica, y otros dos que manipulan
los instrumentos quirúrgicos (tijeras, pinzas,
electrocauterios, porta-agujas, etcétera). Una
característica importante de estos instrumentos es su
libertad de movimiento en seis y siete diferentes ángulos,
que intenta emular los arcos de movimiento efectuados por la
articulación de la muñeca humana. Esto es un gran
avance si consideramos que toda la cirugía
laparoscópica tiene como limitante que los movimientos se
realizan sin poder flexionar los instrumentos, siendo el cirujano el
que se adapta a estas restricciones durante la cirugía.
FIGURA 4. Brazos mecánicos. El central sostiene y mueve la
cámara de visión interna, y los dos laterales
permiten la introducción y movimiento del instrumental.
Entre las ventajas que ofrece la consola se encuentra que el cirujano
puede realizar la cirugía sin estar en contacto con el
paciente, y no debe vestirse con ropa estéril. La imagen que
se observa en el visor es tridimensional, gracias a un sistema de dos
cámaras laparoscópicas en el paciente, esto le
permite al cirujano tener una percepción de profundidad que
podría en alguna forma sustituir la deficiencia de tacto que
se tiene en este tipo de cirugía. Por otra parte, la
manipulación de las manivelas para controlar los movimientos
de los instrumentos por los brazos mecánicos se realiza en
tiempo real. Esto tiene una importancia fundamental si consideramos que
la cirugía implica movimientos rápidos y
delicados para evitar un daño en el paciente. En la
tecnología que se utiliza para los instrumentos se incluye
la articulación tipo muñeca (Endowrist), que
permite que se flexionen sobre su eje, dando una libertad de movimiento
para el instrumental quirúrgico de más de tres
ejes. Además, el sistema computacional tiene la capacidad de
escalar los movimientos desde 2:1 hasta 5:1, así como
filtrar el temblor del cirujano, haciendo posible la
realización de cirugía con desplazamientos
mínimos del cirujano y sin las restricciones debidas a su
pulso. Aunado a esto existe la posibilidad de coordinar los movimientos
de la cámara e instrumental con los movimientos del
paciente; esto es especialmente útil cuando se trata de
cirugía cardiaca, en la que no se requiere que el
corazón del paciente se detenga. Se pueden aplicar suturas
en el corazón mientras late, puesto que el cirujano gracias
a los filtros de la computadora ve una imagen estática del
corazón, así mismo esto permite colocar suturas
para la realización de by-pass coronario (puentes arteriales
en casos de infartos) y otras cirugías de
corazón.La gran mayoría de cirugías
asistidas por robot se realizan en procedimientos
laparoscópicos como ya se mencionó, en esta
cirugía se introducen en el paciente los denominados
puertos, unos instrumentos que permiten inflar con gas la cavidad que
se va a operar, para poder crear un espacio en el cual disponer los
instrumentos y la cámara para efectuar la
cirugía. La cirugía laparoscópica se
inició cuando se encontró que insuflando aire en
el abdomen de un animal experimental era posible insertar una
cámara de cistoscopia (cámara utilizada para
revisar la vejiga), que permitió observar los
órganos abdominales del animal. La laparoscopía,
en la práctica, comenzó a utilizarse en
ginecología alrededor de 1940 para diagnosticar alteraciones
en el útero; para 1986 empezó a tener un gran
auge en la cirugía gastrointestinal y a finales de los
años 1990, en urología. Actualmente en casi todas
las especialidades quirúrgicas se utiliza la
cirugía laparoscópica. Esta técnica
quirúrgica reduce el daño a los tejidos, provoca
menos sangrado y dolor postoperatorio, y facilita una más
rápida recuperación de los pacientes. Por ello,
este tipo de cirugía se está ya realizando en
diferentes partes del mundo en forma rutinaria. Es importante mencionar
que otro campo de aplicación de los robots es el
entrenamiento de cirujanos. La cirugía
laparoscópica tiene una curva de aprendizaje muy lenta, lo
que obliga a un entrenamiento especializado y de larga
duración. Se ha planteado que los robots asociados a
simuladores podrían contribuir significativamente en la
preparación de cirujanos; también con los
sistemas maestro-esclavo se podría facilitar el uso del
instrumental reduciendo el tiempo de entrenamiento para el cirujano.
PERSPECTIVAS PARA EL FUTURO
En el año 2000, la FDA (Food and Drug Administration),
organización encargada de regular la práctica
médica y el uso de medicamentos en los Estados Unidos,
aprobó el sistema quirúrgico Da Vinci para su uso
en quirófanos; esto lo hace el primer sistema robotizado
para cirugía en humanos. Lamentablemente, el costo del robot
es de cerca de un millón de dólares, sin incluir
el material desechable empleado para cada cirugía (cada
pinza, tijera o cauterio cuesta alrededor de 2,000 dólares y
solamente se puede utilizar en 10 cirugías). Sin embargo, a
pesar de su alto costo, las ventajas de la cirugía
robótica parecen prometedoras ya que permitirá,
por ejemplo, que un mismo cirujano controle varios robots en diferentes
quirófanos, o incluso efectuar telecirugías, en
las que el cirujano no se encuentre ni siquiera cerca de la sala de
cirugía. Podemos imaginar a un especialista realizando una
intervención a distancia, incluso en el espacio, donde los
astronautas colocarán al paciente bajo los brazos
robotizados, y el cirujano en la Tierra llevará a cabo la
cirugía.
En lo que respecta al desarrollo de los robots, en un futuro
próximo se diseñarán instrumentos que
puedan flexionarse en un mayor número de ángulos,
lo que implica una mayor libertad de movimiento durante la
cirugía y superar incluso los movimientos restringidos de la
mano del hombre. También habrá una tendencia a
disminuir el tamaño de los brazos robóticos, al
punto de que probablemente se llegue al nivel de unas
pequeñas “arañas
robóticas”. Por otra parte, para detectar los
movimientos de las manos del cirujano podrían usarse guantes
con sensores y si se aunara un visor que transmitiera una imagen
interior del paciente, se llevaría a cabo una
cirugía en una realidad virtual, con el cirujano trabajando
con las manos en el aire y pequeños robots realizando los
procedimientos quirúrgicos en el cuerpo del
paciente.Todavía no hay robots que sustituyan totalmente al
cirujano, sin embargo, es altamente probable que llegará el
momento en que los robots tendrán un importante papel en la
medicina, podrán detectar y reparar las anormalidades en el
cuerpo humano fungiendo como un robot médico cirujano.
Carlos Arroyo, Instituto Nacional de
Ciencias Médicas y Nutrición
Dr. Salvador Zubirán, Departamento de Urología.
jcak1@yahoo.com.
