Robótica en Salud ¿Podremos pedir cita con el Dr. Robot? Álvaro Bertelsen Departamento de eSalud y Aplicaciones Biomédicas, Vicomtech
Robótica en Salud¿Podremos pedir cita con el Dr. Robot?
Álvaro BertelsenDepartamento de eSalud y Aplicaciones Biomédicas,
Vicomtech
De qué hablaremos (y de qué no)
▪ No vamos a hablar de inteligencia artificial, sino de robótica
▪ Inteligencia artificial aplicada a medicina es un campo muy vasto y se están consiguiendo grandes avances en diagnóstico y pronóstico.
▪ La IA está permitiendo realizar tareas que, en teoría, deberían realizarse, pero que en la práctica no se hacen.
▪ Vamos a hablar de medicina, no únicamente de cirugía
▪ Aunque, en robótica médica, la cirugía es la disciplina más relevante
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Un robot es…
Según el Robot Institute of America en 1979 un robot es
“Un manipulador reprogramable y multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas u otros dispositivos especiales mediante varios movimientos programados para la ejecución de una variedad de tareas”
Un concepto clave es la autonomía
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Sectores de la robótica médica
Robots quirúrgicos;
64,9
Radiocirugía; 21,4
Sistemas de
emergencia; 2,4
Protésica; 4,7
Rehabilitación; 3,4
Hospitalarios no
médicos; 3,1
• La cirugía es el
campo más
importante de la
robótica médica,
concentrando el
64,9% del mercado.
• La sigue la
radiocirugía con
21,4%
Referencia “Medical Robotic Systems Market Analysis By Product (Surgical, Orthopedic, Laparoscopy, Neurological, Rehabilitation, Assistive, Prosthetics, Orthotics, Steerable, Therapeutic, Exoskeleton, Non-Invasive, Hospital/Pharmacy, Telemedicine, I.V, Pharmacy, Emergency Response Robotic Systems) And Segment Forecasts To 2022” Grand View Research Inc., San Francisco, CA
Mercado de la robótica médica
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45005100
12600
Tam
añ
od
el M
erc
ad
o (
M$
)
2016 2017 2025
Referencia BIS Research, Statista 2018
• Se proyecta que
alcanzará los 12.600
M$ en 2025
• CAGR: 13,79%
Robótica en cirugía
▪ G. Z. Yang1 et al. ha planteado una escala de autonomía para robots
▪ 0: sin autonomía
▪ 1: asistencia robótica (e.g. virtual fixtures)
▪ 2: asistencia de tareas (e.g. sutura)
▪ 3: autonomía condicional (i.e. cirujano planea, robot ejecuta)
▪ 4: alta autonomía (i.e. el robot toma decisiones, pero tutelado)
▪ 5: completa autonomía
▪ De acuerdo a esta escala ¿dónde están los robots quirúrgicos hoy?
61 G.-Z. Yang, J. Cambias, K. Cleary, E. Daimler, J. Drake, P. E. Dupont, N. Hata, P. Kazanzides, S. Martel, R. V Patel, V. J. Santos, and R. H. Taylor, “Medical robotics—Regulatory, ethical, and legal considerations for increasing levels of autonomy,” 2017.
Respuesta
▪ ¡La mayoría de los robots tienen el nivel 0!
▪ De acuerdo a esta escala, el da Vinci tiene un nivel de autonomía 0, ya que todos los movimientos son controlados por el cirujano y replicados por el robot
▪ Pero un nivel bajo de autonomía no implica poco interés
▪ Pregunta: ¿cuántos robots quirúrgicos existen ahora en el mercado (o están próximos a entrar)?
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9
¡Más de 60!
Robótica quirúrgica por disciplina
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Referencia BIS Research, Statista 2018
• La cirugía abdominal
(general, ginecológica
y urología) acaparan el 75% del mercado en
2016
• No es casualidad
de que la mayoría
de los robots se
hayan diseñado
para el abdomen
Da Vinci (Intuitive Surgical, EEUU)El rey indiscutido de la robótica médica
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Algunos triunfos del da Vinci
▪ El DaVinci ha incorporado 2 puntos que ahora son estándares▪ Los instrumentos con 7 grados de libertad
▪ El uso de simuladores para entrenamiento
▪ Las compañías que no cumplan estos estándares tendrán problemas
▪ No ha necesitado la sensación táctil▪ Los cirujanos dicen haber desarrollado un tacto visual
▪ La laparoscopia será reemplazada por la cirugía robótica▪ 82% de los cirujanos de laparoscopia sufren problemas lumbares
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MIRO (Medtronic-Covidien, EEUU), …
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…, Versius (Cambridge Medical Robots, UK),…
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Preceyes (NL): cirugía vitreo-retinal ultra-precisa
▪ Escalado de movimientos manuales
▪ De 100-150 μm a 1-10 μm
▪ Filtrado de temblor manual
▪ Entrada al mercado en 202015
… Avatera (Avateramedical GmbH, Alemania),…
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✓4 brazos: 3 instrumentos y 1 cámara
✓Instrumentos compatibles con puertos de 5 mm✓El DaVinci necesita
puertos de 8 mm
Tendencias: Miniaturización
Ejemplos extremos de
miniaturización: ViRob de
Microbot Medical, propulsado por
campos magnéticos externos y
capaz de entrar en vasos
sanguíneos y otras áreas de difícil
acceso del cuerpo humano.
Potenciales aplicaciones en
neurocirugía, braquiterapia y
administración localizada de
fármacos.
…, SPORT (Titan Medical, Canadá),…
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✓Instrumentos flexibles
✓Todos los instrumentos se insertan a través de un único puerto
MONARCH de AURIS HEALTH (EEUU)
Instrumental ultra-flexible
para la biopsia de nódulos
cancerígenos en la periferia
del pulmón, no alcanzable
con la broncoscopia rígida.
Objetivo: diagnóstico
temprano y adelantar el
tratamiento
ION de Intuitive Surgical (EEUU)
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Intuitive –la compañía
detrás del daVinci- también
está trabajando en su
propio robot flexible para
biopsias de pulmón.
AUTOLAP por MST (IL)
Automatización de una
tarea quirúrgica
específica:
manipulación de la
cámara endoscópica.
Se evita la necesidad
de un segundo cirujano
en la operación
Un gran hitoSmart Tissue Autonomous Robot (STAR)
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▪ Sutura automatizada de intestinos de cerdos, tanto en muestras como en animales vivos.
▪ Una de las primeras tareas automatizadas en cirugía▪ Autonomía de nivel 2
Referecia A. Shademan, R. S. Decker, J. D. Opfermann, S. Leonard, A. Krieger, and P. C. W. Kim, “Supervised autonomous robotic soft tissue surgery.,” Sci. Transl. Med., vol. 8, no. 337, p. 337ra64, May 2016.
… y otros (Verb Surgical / Google)
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Cyber Surgery
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Guiado automatizado para
inserción de tornillos
transpediculares de manera
mínimamente invasiva.
Un asistente robótico permite
seguir los movimientos del
paciente y posicionar las
herramientas quirúrgicas.
Probado de forma exitosa en
fase pre-clínica.
Robótica en radioterapia
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Objetivo: irradiar tumores con la
máxima precisión, reduciendo
al mínimo la radiación en los
tejidos sanos adyacentes.
La principal aplicación de la
robótica es el posicionamiento
del acelerador lineal y el
paciente para irradiar con la
máxima precisión.
Rehabilitación & Protésica2 grandes objetivos
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Suplirla funcionalidad perdidaOpenBionics (UK)“Turning disabilities intosuperpowers”
Acelerarla rehabilitación
Lokomat, Hocoma (CH)“Los pacientes están sin hacer
nada el 90% de su tiempo”
RehabilitaciónGogoa Mobility Robots (Urretxu)
▪ Exoesqueleto de extremidades inferiores para la rehabilitación de la marcha
▪ Nivel de asistencia regulable según la necesidad del paciente
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Rehabilitación pediátricaMarsi Bionics (Madrid)
▪ El primer exoesqueleto pediátrico
▪ Configurables según crecimiento del niño
▪ Objetivo: 1,5 M€ por crowdfunding
▪ Conseguidos 670 k€
▪ ¡Donad!
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FarmacologíaKiro-Grifols (antes Kiro Robotics)
▪ Preparación automatizada de compuestos de quimioterapia
▪ Fundada por Mondragón, adquirida por Grifols en 2014
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Conclusiones
▪ La robótica médica es un mercado joven y que está alcanzando una masa crítica
▪ La cirugía acapara más del 70% del mercado
▪ …y dentro de la cirugía la abdominal acapara más del 70%
▪ Vendrá una ola de nuevas compañías que entrarán al mercado y se espera que hayan movimientos
▪ No sólo cirugía: hay aplicaciones en radiocirugía, rehabilitación, protésica y aplicaciones auxiliares que son relevantes
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…¿y podremos pedir cita con el Dr. Robot?
▪ El grado de autonomía de los robotsaún es bajo
▪ El escenario médico es menos estructurado y más impredecible que el industrial
▪ Se espera la entrada de robots que sean capaces de automatizar tareas, pero no cirugías completas
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… aún
Robótica en Salud¿Podremos pedir cita con el Dr. Robot?
Álvaro BertelsenDepartamento de eSalud y Aplicaciones Biomédicas,
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