Sistemas robóticos de ultrasonido podrían ayudar a los médicos durante cirugías

La tecnología de ultrasonido se introdujo por primera vez en el diagnóstico médico hace 60 años, y hace 20 años se introdujo la primera máquina de ultrasonido controlable de forma remota. Ahora, el campo médico está al borde de otro avance significativo: la llegada de los sistemas de ultrasonido autónomos. Las investigaciones actuales indican que los sistemas robóticos de ultrasonido capaces de realizar exámenes de rutina de forma autónoma y ayudar a los médicos en el quirófano podrían simplificar enormemente las rutinas diarias de los profesionales médicos.

El profesor Nassir Navab de la Universidad Técnica de Munich (TUM, Munich, Alemania) dirige un laboratorio único donde colaboran expertos en inteligencia artificial, visión por computadora, medicina y robótica. Los prototipos iniciales del laboratorio de Navab demuestran cómo estas tecnologías de vanguardia se pueden aplicar en entornos médicos y quirúrgicos. Un novedoso sistema robótico desarrollado en su laboratorio permite realizar exámenes de ultrasonido sin la participación directa de un médico. Este sistema cuenta con una sonda de ultrasonido montada en un brazo robótico, que puede realizar exploraciones de forma autónoma en el antebrazo o el abdomen de un paciente. Genera automáticamente imágenes en 3D de los vasos internos y mide parámetros fisiológicos como la velocidad del flujo sanguíneo, liberando así a los médicos de las tareas de examen de rutina. Además, el sistema puede detectar anomalías, como constricciones de los vasos, proporcionando a los médicos resultados inmediatos para centrarse más en la atención y la consulta del paciente.

Si bien los exámenes de ultrasonido de rutina se pueden realizar y estandarizar de forma autónoma con fines de investigación, esta tecnología autónoma también encuentra aplicación en entornos quirúrgicos, como durante las cirugías de columna. En estos escenarios, el equipo del profesor Navab emplea una estrategia de "control compartido". Los cirujanos tienen la opción de utilizar el ultrasonido de la manera tradicional o confiar en la función autónoma para mantener sus manos libres durante los procedimientos. Por ejemplo, el sistema puede proporcionar de forma autónoma imágenes de una región específica cuando un médico realiza inyecciones en una articulación vertebral, sin interferir con el proceso quirúrgico. El sistema también utiliza el aprendizaje automático para revisar las imágenes en busca de signos de fracturas vertebrales. Los sistemas de ultrasonido robóticos autónomos aportan numerosas ventajas, incluida la capacidad de producir imágenes de ultrasonido en 3D, garantizar la comparabilidad de los datos y realizar exploraciones de salud sin la necesidad de personal médico en el lugar.

Antes de que estos sistemas robóticos estén operativos, el profesor Navab enfatiza la importancia de "medidas de fomento de la confianza" para aclimatar a los pacientes al sistema robótico. Su equipo está investigando formas de facilitar la interacción hombre-máquina para crear una experiencia cómoda y segura. El proceso de introducción incluye una demostración animada del procedimiento de examen, que detalla los movimientos del robot. Esto ayuda a los pacientes a comprender qué esperar durante la exploración. Para generar mayor confianza, el robot demuestra su funcionalidad a través de interacciones simples y no críticas, como chocar los cinco simbólicamente, mostrando a los pacientes que el sistema es consciente de su entorno y puede adaptarse al movimiento. Estas precauciones garantizan que el robot, mientras aplica gel y mueve la sonda de ultrasonido a través del abdomen con movimientos y presión precisos, sea seguro y no represente una amenaza.

"La gente ya mide su pulso, temperatura corporal y presión arterial con su reloj inteligente u otras aplicaciones digitales", explicó el profesor Navab. "Seguramente estarán abiertos a que se realicen exámenes de ultrasonido con ayuda de sistemas robóticos".

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TUM