inteligencia artificial, cirugía robótica
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BUAP
Camila Mora Candia
Martha Mercedes Vázquez Frausto
BUAP
UN ROBOT CONVERTIDO EN MÉDICO
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Índice
Resumen………………………………………………………………….3
Introducción……………………………………………………………….3
Generalidades…………………………………………………………….4
Historia………..…………………………………………………………...5, 6
Cirugía robótica ………..…………………………………………………6, 7
Tipos de robots médicos………..……………………..……..7,8
Cirugía hepato-bilio-pancréatica ………..…………………..8,9
Cirugía robótica en México………..…………………………10
Cirugía robótica en la actualidad………..………………….11
Ventajas y desventajas………..………………………………………..11, 12
Conclusión………..………………………………………..…………….12,13
Glosario………..…………………………………………………………13,14
Referencias………..………………………………………..……………14,15,16
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Resumen
La inteligencia artificial ha tenido un gran avance en los últimos años por las
grandes ventajas que ofrece hasta llegar a la cirugía robótica, la cual es pionera
en la medicina actual, su introducción de innovaciones en cirugía es un proceso
inherente al avance de la especialidad. Además, ha permitido implementar las
habilidades y la precisión del cirujano. En el presente trabajo se revisan algunos
aspectos relativos a la innovación desarrollada en el campo de la cirugía robótica,
ventajas y desventajas; así como las expectativas a futuro.
Palabras claves: Robot, Medicina, Inteligencia Artificial, Cirugía robótica, Da vinci,
Introducción
Este documento está dirigido a estudiantes que se encuentran dentro del
campo de la salud, como estudiantes de Medicina, Nutrición, Estomatología; entre
otros.
No existe duda que el ser humano ha evolucionado de una manera
significativa para lo que hoy en día conocemos como vida, han cambiado desde
aspectos tan simples como la vestimenta hasta la manera en que se realiza una
cirugía. Así es como el presente trabajo se enfocará en el tema “cirugía robótica”,
área de la salud, específicamente la innovación que ha tenido la cirugía utilizada
hasta hace unas cuantas décadas. En la medicina, la robótica se ha ido
desarrollando en dos grandes áreas:
o La asistencia hacia los pacientes, donde se lleva a cabo, la rehabilitación y el
uso de dispositivos para mejorar la calidad de vida.
o Asistencia hacia el médico, se incluye la capacitación del personal para el uso
de dichas tecnologías.
Además, es importante establecer ventajas y desventajas de dicho tema, para
poder tomar una postura crítica en cuanto al tema.
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Generalidades
Según (Arauz, 1998, p. 1): inteligencia, es la potencia intelectiva, la facultad
de conocer o de entender. El grado en que un individuo puede resolver
satisfactoriamente una nueva situación o un problema. La inteligencia está basada
en el nivel de conocimientos individuales y en la habilidad de manipular y
reformular apropiadamente los conocimientos en base a los datos que se
proporcionan como requerimientos para resolver algún problema o situación.
Y artificial, es lo hecho por mano y arte del hombre, falso, no natural.
Por lo tanto, en conjunto, la inteligencia artificial es una rama de las ciencias
computacionales encargada de estudiar modelos de cómputo capaces de realizar
actividades propias de los seres humanos en base a dos características
primordiales: razonamiento y la conducta.
Las ciencias médicas, la consideran esencial entre sus estrategias de
investigación y las de factor de progreso, ya que se ha obtenido un gran desarrollo
y mejores resultados en el proceso de cierto tipo de problemas médicos, como lo
son el diagnóstico y el tratamiento de diversas enfermedades, además de la
innovación y creación de aparatos para dicho campo.
A su vez, se han experimentado avances en este ámbito: historias clínicas
electrónicas por medio de una computadora o quizás un ordenador móvil,
sistemas para tratamientos estadísticos, procedimientos de aprendizaje basado en
IA, agentes inteligentes para el diagnóstico, instrumentos que puedan ser de
utilidad al momento de realizar una cirugía robótica; entre otras.
Así, la práctica quirúrgica asistida por un robot o la técnica en la cual el cirujano
encargado de dicha actividad la realiza usando un aparato/consola que controla
los instrumentos y movimientos de un robot se define como cirugía robótica. De
esta manera, se utilizó el término “robot”, el cual fue estipulado por primera vez por
K. Capek, en un relato de ciencia ficción en el año de 1921, en donde llamó
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“robota” a un androide metálico, en la actualidad ambos términos han dejado de
ser sinónimos.
Además de que, etimológicamente proviene del checoslovaco “robota” que
significa trabajo forzado.
Por el contario, en el ámbito de la medicina no es apropiado decir que a un
dispositivo electrónico se le “fuerza” a hacer algo, debido a que es imposible forzar
algo que no tiene voluntad propia, por esta razón es que la definición por parte
de the Robot Institute of America, después denominado Robot Industries
Association (RIA), es:
«Manipulador funcional reprogramable, capaz de mover material, piezas,
herramientas o dispositivos especializados mediante movimientos variables
programados, con el fin de realizar tareas diversas.»
Historia
El nombre de Inteligencia Artificial como tal, surgió en la conferencia de
John McCarthy en 1956 en New Hamspshire. En el foro, Marvin Minsky, Claude
Shannon y N. Rochester entre otros, discutieron acerca de cómo simular la
inteligencia humana a través de las máquinas.
Pero, no fue hasta 1970 que comenzó a aplicarse esta tecnología en el
campo de la cirugía. Inicialmente, la NASA y la Defense Advanced Research
Project Administration (DARPA) desarrollaron los primeros modelos con el objetivo
de reemplazar la presencia del cirujano en el espacio, el campo de batalla y las
áreas catastróficas.
Posteriormente, durante los años 80 y 90, aparecen el PUMA 200
(Programmable Universal Manipulation Arm; Unimation,Stanford, California, USA)
para realizar biopsias cerebrales guiadas por CT, el PROBOT (Imperial College,
London, UK), un sistema para resecciones prostáticas guiadas por ultrasonidos y
el sistema para cirugía ortopédica ROBODOC® (Integrated Surgical Systems,
Sacramento, California, USA.
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En 1992 se comienza a utilizar el término Cirugía Nintendo.
Se desarrollaron dos modelos de robot aprobados por la Food and Drug
Administration (FDA). Así, aparecen los sistemas Zeus® (Computer Motion,
Goleta, California, USA) y el Da Vinci® (Intuitive Surgical, Sunnyvale, California,
USA).
Posteriormente, en el año 2003, Surgical Intuitive absorbe Computer Motion
creando una situación de monopolio que se mantiene en la actualidad y que ha
continuado desarrollando esta tecnología a través del sistema Da Vinci®.
Cirugía Robótica (CR)
También denominada, Cirugía robotizada, cirugía asistida por robot, cirugía
laparoscópica asistida por robótica o cirugía laparoscópica con ayuda
robótica como ya se mencionó, es una técnica en la cual un cirujano lleva a cabo
una cirugía usando una computadora que controla de manera remota instrumentos
muy pequeños fijados a un robot.
Gracias a ella, se han introducido numerosas innovaciones en el campo de
la CMI que han permitido implementar las habilidades y la precisión del cirujano.
Gracias a estas tecnologías, los cirujanos tienen a su disposición lo que se
denomina como una capacidad visual aumentada gracias a la visión en 3D, la
realidad aumentada y los filtros de luz.
Además, el cirujano cuenta con un incremento en su capacidad manual que
confiere precisión, sensación táctil y filtra el movimiento hasta lograr maniobras
perfectas. Lo que le ha permitido extenderse en el área de la medicina en
numerosos procedimientos, entre los cuales se pueden mencionar:
Cirugía esófago-gástrica
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Cirugía en el tratamiento de la
obesidad mórbida
Cirugía Colorrectal
Cirugía hepato-bilio-
pancreática
Cirugía endócrina
Cirugía del aparato digestivo
Cirugía Ginecológica
Cirugía Próstata
Cirugía Torácica
Cirugía Renal
Tipos de robots médicos:
Como se dijo anteriormente, dichos procedimientos pueden llevarse a cabo con
robots como Da Vinci y Zeus. El primero, está constituido por dos componentes
principales:
• El carro quirúrgico, el cual, establece contacto
físico con la mesa operatoria. Dispone de 3 o 4 brazos:
uno de ellos dedicado a la cámara y el otro para la
instrumentación.
• La torre de visión contiene los procesadores
de vídeo, la fuente de luz, el insuflador de CO2 , el
monitor para la visualización por parte de los
ayudantes, etc.
Sin embargo, Zeus, cuenta de una consola
ergonómica donde el cirujano que está a kilómetros
de distancia opera sentado, lo que minimiza la
fatiga de estar parado sobre un cuerpo.
A su vez, tiene 3 brazos, uno de ellos
llamado AESOP® (Automated Endoscopic System
for Optimal Positioning), el cual, utiliza un software
de reconocimiento de voz, con éste, los cirujanos
pueden controlar el movimiento de la cámara, que
está unido a un brazo robótico y permite una vista
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más estable de la cirugía así como, los movimientos más precisos y consistentes
de la cámara.
Con ambas máquinas, de manera general, lo que sucede es que el médico
cirujano está cómodamente sentado en su consola sosteniendo unos controles
(joysticks) que enviarán a los brazos robóticos dentro del quirófano las
instrucciones de cómo moverse.
Y las mismas cámaras de los otros brazos permiten ver al sujeto de la
operación e interactuar con el personal médico en el quirófano. No existe un tipo
de paciente en específico al que se le realicen las cirugías, siendo todos aptos
para llevarlo a cabo.
Parece ser que estamos frente a un futuro prometedor con nuevas maneras
de salvar la vida de las personas así se encuentren en una sala de operaciones,
en otro país, o incluso estando fuera del planeta.
En principio, la tecnología podría desatar una nueva ola de turismo médico.
Los pacientes que no pueden pagar la atención sanitaria en los EE.UU., por
ejemplo, podrían recurrir a los cirujanos en otros países, pero si algo sale mal
¿quién sería el responsable directo? Tal vez el problema más importante, sin
embargo, es si los pacientes se sentirán cómodos con un cirujano que nunca han
conocido cara a cara.
Cirugía hepato-bilio-pancréatica.
Dicha área, hace referencia a una zona
anatómica y funcional que involucra al hígado,
páncreas, vesícula biliar y vías biliares así como al
duodeno. La cirugía ha sufrido un fuerte desarrollo
en los últimos años, ya que, es sumamente
importante para la extracción de tumores en esa
zona.
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Las primeras descripciones de esta cirugía se efectuaron en el año 2003. El
programa de CR se inició en el hospital de Madrid en 2010. Desde esta fecha
hasta la actualidad, se han realizado 240 procedimientos, de los cuales 71
corresponden a cirugía hepato-bilio-pancreática (50 procedimientos y 22
hepáticos).
Se realiza de la siguiente manera, el paciente en decúbito supino, la mesa
quirúrgica en posición de anti-Trendelenburg, con ligera inclinación de 30° hacia el
lado izquierdo o derecho según el tipo de hepatectomía.
La colocación del trocar yuxtaumbilical para la introducción de la cámara de
30°, facilita la colocación de tres trocares robóticos “en forma de sonrisa” desde la
porción más lateral del hipocondrio derecho al izquierdo. Dos trocares auxiliares
de 10 y 12 mm se colocan en las resecciones hepáticas mayores, en ambos
vacíos para la tracción de órganos, aspiración del campo quirúrgico, uso de
ecografía intraoperatoria e introducción de endograpadoras. La entrada del robot
en el campo quirúrgico es a través de la cabeza del paciente.
Desde junio del año 2011 a octubre de 2014, un total de 22 procedimientos
se han realizado en 21 pacientes. Estas resecciones se efectuaron en 9 mujeres y
12 mujeres. Un 67% de las técnicas hepáticas robóticas se efectuaron en
procesos médicos malignos (Tabla 1). Las citadas técnicas están descritas en la
Tabla 2.
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Cirugía robótica en México
Nuestro país ha encabezado uno de los primeros lugares en contribución a
la cirugía robótica, tal es el ejemplo de la ya mencionada CRHBP.
Es importarte reconocer algunos eventos importantes que han marcado
la CR en México.
1. La primera cirugía laparóspica con AESOP 1000 realizada en el
Hospital General Regional núm. 20, del IMSS, en la ciudad de
Tijuana, la cual elaboró el Dr. Adrian Carbajal, en el año de 1996.
2. Dos años mas tarde (1998) en la Ciudad de México en el Hospital
Torre Médica, se realizó el primer estudio de tele presencia a corta
distancia en una intervención quirúrgica de vesícula biliar, a través de
un mecanismo al que nombraron Proyecto D’ Vinci.
3. Entre el año1996 al 2002 se realizaron 20 casos laparoscópicos
asistidos robóticamente con el sistema AESOP 1000 y 111 casos
con el AESOP 3000.
Estas son pocas las aportaciones que ha tenido la cirugía robótica en México,
comparado con la inmensa lista de datos consultados. Es importante como
estudiantes o personal relacionado con el área de salud, tener la oportunidad de
conocer como dicho tema (CR) se encuentra en nuestro país, así como ha sido un
país con grandes aportaciones, también se ha quedado en posiciones bajas a
comparación con muchos países, debido a que en México, lamentablemente el
derecho a la Salud, recibe un ingreso, el cuál no es el requerido para dichas
intervenciones, ya que se requiere de grandes aportaciones.
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Cirugía robótica de la actualidad en México.
Los avances tecnológicos de los últimos 20 años en diferentes áreas como la
medicina, informática, biología molecular, y genética han permitido el desarrollo de
las herramientas necesarias para la creacción de microcámaras, simuladores.
La IA aplicada a la medicina nos ofrece un amplio desarrollo de por ejemplo la
creación de salas quirúrgicas inteligentes, innovación en prótesis entre otras, para
poder ofrecer mayor destreza a los cirujanos, y médicos, disminuir los tiempos
operatorio y el dolor máximo, así como una recuperación mas rápida. México ha
tenido una gran participación en estos eventos. En la actualidad hay
organizaciones de otros países como lo son Canadá, Estados Unidos, Alemania,
Suiza entre otros, que dan apoyo a países que lo requieren, ya que para muchas
naciones la salud es primero, el bienestar de los ciudadanos promete un mejor
desarrollo al país. Sin embargo es importante, que los mexicanos conozcamos los
derechos básicos, y poder luchar por ellos, para posteriormente crecer como país,
y así en el campo de la robótica.
Ventajas y desventajas
Como consecuencia, se han podido obtener diferentes posturas con
respecto al tema, para ello se esclarecerán en la tabla siguiente, los
beneficios y efectos dañinos por parte de la cirugía robótica.
Ventajas:
✓ Una mejor visión a través de
una ampliación tridimensional.
✓ Mejor destreza y mayor
precisión.
✓ Soportan grandes dosis de
radiación.
✓ La habilidad de neutralizar
los temblores de las manos.
✓ Mejor control por parte del ✓ Menos dolor.
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cirujano.
✓ Menos pérdida de sangre. ✓ Incisiones más pequeñas y
cicatrices mínimas.
✓ Menor riesgo de infección. ✓ Una estadía hospitalaria
más corta.
✓ Un regreso más rápido a las
actividades diarias.
Desventajas:
▪ Problemas de mal
funcionamiento y fallos.
▪ Elevados costos.
▪ Ubicación en diferentes
hospitales (no todos los
tienen).
▪ Capacitación del personal
médico.
▪ Mantenimiento constante. ▪ Será obsoleto
posteriormente.
Conclusión
La inteligencia artificial y la cirugía robótica van tomadas de la mano, ya que
una, se encarga de la parte mecánica, y la otra, de la parte analítica, la inteligencia
artificial da las bases, para posteriormente desarrollar nuevos aparatos e
investigaciones que tengan utilidad en el campo de la salud.
Gracias a la inteligencia artificial se ha logrado que una maquina sea capaz
de desarrollar áreas de conocimiento muy específicas y complicadas, haciendo
que la maquina/aparato pueda simular procesos que el hombre realiza. Pero cabe
destacar que aún no se ha logrado que una máquina piense como un humano, lo
que se ha considerado como una gran limitación.
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Si bien es cierto que traerá más beneficios el uso de dichas máquinas, pero
no se puede olvidar que su principal objetivo es mejorar el estilo de vida, al realizar
los trabajos de manera más fácil y rápida
Pero ¿qué va a pasar en el futuro? ¿Cuáles van a ser los avances que se
esperan? Hoy, un mundo globalizado y con una innovación en la IA, en el que se
producen cambios continuamente. Las nuevas ciencias están haciendo que se
alcancen nuevos objetivos, especialmente con las tecnologías no quirúrgicas
emergentes, como la suspensión animada, las prótesis, la regeneración, los
órganos artificiales, entre otras. Algunos de estos nuevos avances supondrán un
aumento de la habilidad del cirujano, llegando en algunos casos a eliminar la
necesidad de practicar una cirugía. Sin embargo, todas estas prácticas conllevan
una carga ética y moral. Por otro lado, los avances tecnológicos no se pueden
predecir y las consecuencias tampoco, así que sólo quedará esperar a lo que nos
depare el futuro y aceptar las nuevas innovaciones, dándoles un correcto uso.
Glosario
o Cirugía nintendo: Práctica quirúrgica que hace referencia a la combinación
de laparoscopía y robótica.
o CMI: Cirugía mínimamente invasiva
o CT: Tomografía computarizada
o CR: Cirugía robótica
o NASA: National Aeronautics and Space Administration
o Razonamiento: Capacidad del ser humano que cuenta con un
ordenamiento de sus pensamientos pueda generar una idea lógica,
obteniendo respuestas y resoluciones a los problemas de cualquier índole.
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o Rehabilitación: Parte de la asistencia médica encargada de desarrollar
capacidades del individuo, que se han perdido, con el fin de permitirle llevar
una existencia autónoma y dinámica.
o IA: Inteligencia Artificial
o Posición de anti-Trendelenburg: Posición quirúrgica en la cual el paciente
se encuentra decúbito supino, se tiene que inclinar la mesa quirúrgica unos
45 grados, y en dicha posición la cabeza está más alta que el tronco.
Referencias
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