Brazo robótico articulado

Un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), pertenecientes al Instituto de Automática e Informática Industrial (ai2), ha desarrollado un robot de asistencia quirúrgica ginecológica para operaciones de útero.

El proyecto ha sido realizado en colaboración con los servicios de Ginecología y Obstetricia, Cirugía General, Urología y Cirugía Torácica del Hospital General de Valencia, a través de su Fundación de Investigación, y con el apoyo de la Agència Valenciana de la Innovación (AVI) de la Generalitat Valenciana.

Sustituye el brazo humano del médico que sujeta el manipulador durante 4 horas

En la actualidad, las operaciones de útero a las que daría soporte el robot desarrollado por la UPV se realizan con Da Vinci, robot con el que se lleva a cabo la intervención quirúrgica teleoperada por un cirujano.

En estos casos, un segundo médico introduce un manipulador uterino vía vaginal, de forma que este pueda proporcionar un punto de apoyo desde el interior de la matriz de la paciente para que el robot Da Vinci realice la cirugía de una forma más cómoda y segura. Este segundo médico sostiene dicho manipulador durante las casi cuatro horas que dura la operación.

Ahora, con el sistema desarrollado por los especialistas del ai2-UPV, será un brazo robótico quien controle el manipulador que el segundo médico sujeta durante horas para controlar la posición de la matriz.

Diseño en 3D de las piezas y de un sistema de control automático de posición

Con tal fin, se han diseñado en 3D las piezas para acoplar al robot los dos tipos de manipuladores que actualmente se utilizan en esta cirugía. Así mismo, los investigadores de la UPV han desarrollado un sistema de control automático de posición del extremo del robot, así como otro sistema de control automático de la fuerza que se aplica sobre la pared del útero de la paciente.

"Es importante que los sistemas de control sean muy precisos, pues si el robot ejerce una fuerza demasiado grande, puede suponer un peligro adicional para la paciente", explica Ángel Valera, investigador del Instituto ai2 de la UPV.

Para aprender los rangos de movimiento con los que necesitaban programar el robot, los investigadores trabajaron con los ginecólogos y cirujanos, además de asistir a diferentes intervenciones de matriz.

"En los laboratorios de la UPV", añade Valera, "hemos trabajado con material del centro de simulación del Hospital General, como el simulador quirúrgico ProDelphus, que reproduce el abdomen de una mujer de una forma muy fidedigna, permitiéndonos manipular tejidos muy similares a los reales".

Robot de propósito específico

El proyecto, con un año ya de recorrido, tiene previsto continuar para desarrollar un robot de propósito específico. "El hecho de que el robot sea de propósito específico permitirá que el diseño final sea más simple y económico, y que la tecnología pueda fabricarse e implementarse íntegramente en la Comunidad Valenciana", apunta Valera.

Actualmente, en la mayoría de los procedimientos quirúrgicos ginecológicos se realiza una movilización uterina con ayuda de un dispositivo introducido por la vagina. Esta necesidad obliga a tener a un cirujano realizando movimientos básicos de manipulación durante todo el tiempo del procedimiento.

En este sentido, Juan Gilabert, jefe del servicio de Ginecología y Obstetricia del Hospital General, advierte que, "aunque se ha avanzado en la robotización de los instrumentos quirúrgicos en los últimos años, no existe actualmente ningún brazo robótico articulado para realizar la función de movilización uterina. El desarrollo de este proyecto permitirá al cirujano principal realizar un control preciso, con tres grados de libertad de la posición uterina, durante la intervención, y además, incrementará la disponibilidad del personal para realizar labores acordes a su formación".

Tras el desarrollo del robot de propósito específico, el proyecto entrará en la fase de marcado o validación del sistema con el objetivo de garantizar su absoluta seguridad con las pacientes. Para ello se deberá implantar previamente en el centro de simulación del Hospital General.

5 investigadores UPV y 2 del servicio de Obstetricia y Ginecología del Hospital General

Además de Valera, en este proyecto multidisciplinar han colaborado otros 4 investigadores de la UPV: Marina Vallés, también del ai2; Vicente Mata y Francisco J. Valero, del Centro de Investigación en Ingeniería Mecánica; y Pau Zamora, del Instituto Universitario Concertado de Ingeniería Mecánica y Biomecánica de la UPV.

Junto a ellos, han participado también 2 investigadores del servicio de Obstetricia y Ginecología del Hospital General: Juan Gilabert y Javier García Oms.

El equipo asegura que el prototipo podría exportarse a otro tipo de cirugías con necesidades similares, como por ejemplo, cirugías de próstata o de colon.