La Robòtica en cirurgia: memòria llegida per l'acadèmic numerari Excm. Sr. Dr. Josep Amat i Girbau a la sessió inaugural del curs 2010-2011 celebrada el dia 14 d'octubre de 2010

• Autores: Josep Amat i Girbau
• Localización: Memorias de la Real Academia de Ciencias y Artes de Barcelona, ISSN 0368-8283, Vol. 65, Núm. 1, 1028, 2010, págs. 3-51
• Idioma: catalán
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    Con el desarrollo de la robótica en los últimos años se han conseguido ya notables logros en el campo industrial, pero en el campo quirúrgico este progreso ha sido mucho más lento, puesto que todavía es necesario poder resolver muchos de los problemas planteados, aunque la robótica se considera ya una tecnología madura con sus cincuenta años de historia.

    Las diversas especialidades quirúrgicas, con los consiguientes factores de escala y problemáticas que conllevan, han obligado a desarrollar diferentes técnicas para afrontar los problemas que se plantean en microcirugía, en neurocirugía, en las operaciones transcutáneas y las percutáneas, en las intervenciones en intracavidades y en cirugía ortopédica. Las intervenciones que por su naturaleza se realizan a escalas milimétricas o submilimétricas requieren el uso de la robótica y, en otras, la robótica aporta la precisión y la seguridad que con la operación realizada manualmente no es posible conseguir.

    El problema que se presenta, común a todas las aplicaciones robóticas en cirugía, es el de la estereotaxia, para poder establecer los ejes de coordenadas de trabajo en el espacio anatómico respecto a las coordenadas del robot. La visión por ordenador es el sistema de percepción más utilizado para la resolución de los problemas que presenta la estereotaxia, pero su precisión depende de la calidad de la cámara y su calibrado. Es por ello que el problema del calibrado es un factor muy relevante para garantizar la calidad quirúrgica de las intervenciones robotizadas, lo que supone uno de los principales obstáculos para la introducción de la robótica en cirugía.

    El segundo factor limitante lo constituye la seguridad. La seguridad es un requisito tan importante en el entorno industrial como en el entorno quirúrgico, pero la diferencia con el mundo industrial es que la seguridad para las personas se consigue disponiendo de cierres mecánicos que no permitan su paso cerca de los robots, cuando estos están en funcionamiento. En entornos quirúrgicos esto no es posible, ya que los robots deben trabajar junto a las personas e incluso en contacto con ellas. Es pues necesario estudiar y prever todos los posibles fallos, evaluar sus consecuencias y prever las estrategias más adecuadas para poder alcanzar la habilidad que requiere el entorno quirúrgico.

    Con los avances conseguidos hasta ahora, se consigue dotar al cirujano de una herramienta auxiliar cada vez más perfeccionada que potencia sus conocimientos, experiencia y capacidad de trabajo, y le aporta la precisión que sus manos no pueden alcanzar y la infatigabilitat propia de la robótica. En los próximos años, aunque los avances en inteligencia artificial no han alcanzado aún las expectativas que había despertado su desarrollo en sus inicios y no es muy previsible que esta tendencia varíe bruscamente, el desarrollo tecnológico llevará a un espectacular crecimiento de la robotización de los procesos quirúrgicos, lo que se traducirá en mayores niveles de salud y de esperanza de vida.

  • English

    In recent years, the development of robotics has achieved remarkable achievements in the industrial field, but in the surgery, this progress has been much slower. In medical robotics, it is still necessary to solve many of the arising problems, even though robotics, with its 50 years of history, is already considered a mature technology.

    The various surgical specialities, with the diversity of their scale factor and their problematic disparity, have forced the development of different techniques to tackle the problems that arise either in microsurgery, in neurosurgery, in transcutaneous and percutaneous operations, in intracavity interventions or in orthopedic surgery. Those interventions that by their nature are carried out at millimeter or sub millimeter scales require the use of robotic systems for their execution, while in others, robotics provides a level of precision and safety that cannot be achieved operating manually.

    The problem that arises, common to all robotic applications in surgery, is that of stereotaxy, that is, establishing the reference frame that refers the anatomic space to the robot reference frame. Computer vision constitutes the technique most widely used to tackle the problems that stereotaxy presents. However, its accuracy depends on the quality of the camera and its calibration. That is why, the calibration problem becomes a very important issue to ensure the surgical quality of robotic interventions, constituting one of the main obstacles to the introduction of robotics in surgery.

    The second limiting factor is safety. Safety is an important requirement in the industrial environment and in the surgical setting, but the difference with the industrial world is that in industry, safety is achieved keeping people away from robots, when they are working, using fences. However, this solution is not feasible in surgical settings since robots must work together with people and even in contact with them. It is therefore necessary to study and anticipate all possible failures, assess its consequences and provide appropriate strategies to achieve the reliability required in the surgical environment.

    With the progress made so far, it is possible to provide surgeons with a more and more improved auxiliary tool, which augments their knowledge, experience and work capabilities, endowing them with a precision larger than that achievable with their hands, and contributing with the robotics tireless performance.

    In the coming years, in spite of the fact that advances in artificial intelligence have not yet reached the expectations it raised in its early development period, and that it is not is not very likely that this trend varies sharply in the next future, technological developments will lead to a dramatic growth of the automation of surgical processes, what will result in higher levels of health and life expectancy

  • català

    Amb el desenvolupament de la robòtica dels darrers anys s'han aconseguit ja notables fites en el camp industrial, però en el camp quirúrgic aquest progrés ha estat molt més lent, ja que és necessari encara poder resoldre molts dels problemes plantejats, tot i que la robòtica es considera ja una tecnologia madura amb els seus cinquanta anys d'història.

    Les diverses especialitats quirúrgiques, amb els diferents factors d'escala i problemàtiques que comporten, han obligat a desenvolupar diferents tècniques per a afrontar els problemes que es plantegen en microcirurgia, en neurocirurgia, en les operacions transcutànies i les percutànies, en les intervencions en intracavitats i en cirurgia ortopèdica. Les intervencions que per la naturalesa que tenen es realitzen a escales mil·limètriques o submil·limètriques requereixen l'ús de la robòtica i, en d'altres, la robòtica aporta la precisió i la seguretat que amb l'operació realitzada manualment no és possible aconseguir.

    El problema que es presenta, comú a totes les aplicacions robòtiques en cirurgia, és el de l'estereotàxia, per a poder establir els eixos de coordenades de treball en l'espai anatòmic respecte de les coordenades del robot. La visió per ordinador és el sistema de percepció més utilitzat per a la resolució dels problemes que presenta l'estereotàxia, però la seva precisió depèn de la qualitat de la càmera i del calibratge. Per això, el problema del calibratge és un factor molt rellevant per a garantir la qualitat quirúrgica de les intervencions robotitzades, problema que esdevé un dels principals obstacles per a la introducció de la robòtica en cirurgia.

    L'altre factor limitant el constitueix la seguretat. La seguretat és un requisit tan important en l'entorn industrial com en l'entorn quirúrgic, però la diferència amb el món industrial és que la seguretat per a les persones s'aconsegueix disposant de tanques mecàniques que no permetin el seu pas a prop dels robots, quan aquests estan en funcionament. En entorns quirúrgics això no és possible, ja que els robots han de treballar just al costat de les persones i, fins i tot, en contacte amb elles. Cal, doncs, estudiar i preveure totes les fallades possibles, avaluar-ne les conseqüències i preveure les estratègies més adequades per a poder assolir la fiabilitat que requereix l'entorn quirúrgic.

    Amb els avenços assolits fins ara, s'aconsegueix dotar el cirurgià d'una eina auxiliar cada vegada més perfeccionada que potencia els seus coneixements, experiència i capacitat de treball, i li aporta la precisió que les mans no poden assolir i la infatigabilitat pròpia de la robòtica.

    En els propers anys, tot i que els avenços en intel·ligència artificial no han assolit encara les expectatives que havia despertat el seu desenvolupament a l'inici, i no és gaire previsible que aquesta tendència variï bruscament, el desenvolupament tecnològic portarà a un creixement espectacular de la robotització dels processos quirúrgics, cosa que és traduirà en nivells més alts de salut i d'esperança de vida.