El robot que se despliega en el interior del abdomen

La startup NISI (HK) Limited está desarrollando actualmente un robot quirúrgico en miniatura que puede insertarse a través de los orificios naturales del cuerpo y que se despliega en el interior del abdomen. Para alcanzar este objetivo, los ingenieros están llevando los componentes hasta sus límites y más allá.

Un robot pionero para cirugía mínimamente invasiva

El mundo de la tecnología médica se está viendo sacudido por nuevos y sorprendentes desarrollos. El sector de los robots quirúrgicos, en particular, está experimentado algunos cambios importantes. En el verano del 2018, la startup NISI con sede en Hong-Kong anunció que había realizado con éxito una serie de operaciones ginecológicas en cerdos vivos. Puede que, a primera vista, esto no parezca nada especial, pero la tecnología utilizada era realmente innovadora. Los cirujanos utilizaron un pequeño robot que se introdujo por vía rectal. Se trata de una primicia mundial en la historia de la medicina, según la empresa.

NISI fue fundada en 2012 y trabaja con las universidades de Hong-Kong y Cambridge para desarrollar un sistema robótico que permita realizar complejas operaciones quirúrgicas mínimamente invasivas en las áreas abdominal y pélvica sin dejar cicatrices visibles. «Queremos convertirnos en líderes mundiales en robótica quirúrgica no invasiva», explicó la Dr. Corinna Ockenfeld en NISI. Las operaciones quirúrgicas realizadas con éxito en el verano del 2018 han proporcionado un gran impulso a la startup. Las primeras operaciones quirúrgicas en humanos están planificadas para el 2021.

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Un sistema quirúrgico de alta tecnología

El concepto del novedoso sistema quirúrgico de NISI es el siguiente: el robot quirúrgico se introduce por un orificio natural, normalmente el ano o la vagina. Solo se requiere una pequeña incisión en el cuerpo para introducir varios instrumentos robóticos en el abdomen. En los sistemas actuales se requieren varias incisiones, una para cada instrumento. En consecuencia, esta tecnología ofrece muchas ventajas: menor pérdida de sangre durante la intervención, menos complicaciones relacionadas con las heridas, tiempo de recuperación más corto para el paciente y ausencia de cicatrices visibles.

El robot tiene dos brazos pequeños que se despliegan dentro del abdomen y que el cirujano puede controlar mediante un panel de control. Los dos brazos robóticos son accionados directamente por micromotores de maxon y tienen hasta ocho grados de libertad. El sistema también dispone de una cámara 2D y 3D de alta resolución y proporciona feedback háptico, lo que permite que el cirujano sienta lo que está ocurriendo en el otro extremo y pueda trabajar con mayor precisión.

La calidad de los componentes motores es un factor clave

Para llevar los robots quirúrgicos al siguiente nivel de la tecnología se requiere algo más que técnicos e ingenieros extraordinarios: los componentes de calidad también son un factor clave. Por ello, NISI está probando varios conceptos y combinaciones de componentes. «Queremos ampliar los límites de la tecnología médica y robótica», explica la Dr. Corinna Ockenfeld. En lo que a los motores se refiere, esto requiere un tamaño extremadamente pequeño y una altísima densidad de potencia. «Estamos trabajando en estrecha colaboración con maxon e intercambiamos información con ellos cada semana. Agradecemos mucho la asistencia que nos han ofrecido durante los últimos años. La colaboración con maxon es altamente productiva y extremadamente valiosa para ambas partes». 

Los prototipos del sistema robótico quirúrgico de NISI utilizan actualmente motores DC brushless de la serie EC, con diámetros de entre 4 y 8 milímetros, complementados por los reductores adecuados. Ambos socios están llevando la precisión de los motores hasta sus límites, algunas veces haciéndolos funcionar fuera de sus especificaciones nominales. Sin embargo, los motores BLDC se han personalizado para los requisitos específicos de la aplicación. Deben ofrecer una alta densidad de potencia, cumplir estándares de calidad extremadamente estrictos y ser herméticos frente a los fluidos corporales. En el futuro, los motores también serán biocompatibles.

Los siguientes pasos consistirán en reducir el tamaño del sistema completo, incrementar aún más el dinamismo de los motores y ampliar el rango de trabajo del robot. «Tenemos en cuenta hasta el más mínimo detalle y adoptamos enfoques innovadores para resolver problemas», explica la Dr. Corinna Ockenfeld. Paso a paso, NISI se va acercando a su objetivo de hacer de la cirugía no invasiva y sin cicatrices una realidad cotidiana.