maxon Story
Robots quirúrgicos de última tecnología
Los componentes esenciales utilizados en las últimas versiones del sistema quirúrgico da Vinci™S HD incluyen motores de alta calidad que funcionan con suavidad incluso a velocidad bajas.
Las operaciones quirúrgicas de última generación se realizan hoy en día utilizando el sistema quirúrgico da Vinci™S HD de la empresa Intuitive Surgical Inc. (Sunnyvale, California, EE. UU.), que permite a los cirujanos utilizar métodos mínimamente invasivos. El sistema incorpora tecnologías de vanguardia para el control del movimiento, de manera que cada movimiento de los instrumentos quirúrgicos reproduce con suavidad y precisión extrema el movimiento de la mano de un cirujano experto, incluso a velocidades extremadamente lentas. Intuitive Surgical ha continuado desarrollando de forma constante su sistema da Vinci™S HD con los mejores componentes y controles del mercado. Por ello, el da Vinci™S HD sigue siendo capaz de realizar operaciones muy complejas que salvan vidas. Cada sistema da Vinci™S HD contiene 39 motores de maxon.
Un sistema quirúrgico de alta precisión
El sistema quirúrgico en sí solo requiere realizar tres pequeñas incisiones de entre 8 y 12 mm para introducir en el cuerpo del paciente una cámara y dos brazos manipuladores que sujetan los instrumentos quirúrgicos. Únicamente se encuentran junto al paciente el robot y los asistentes quirúrgicos, mientras que el cirujano puede estar al otro lado del quirófano, controlando el sistema desde una consola en la que el aspecto y la sensación de la cirugía real se reproduce con una precisión muy alta.
El robot quirúrgico da Vinci™S HD está diseñado para integrarse a la perfección en el quirófano y para ofrecer la máxima asistencia al equipo quirúrgico, como cabe esperar de cualquier otro participante en la operación. El sistema completo consta de tres componentes principales: la consola del cirujano, un carro con los instrumentos junto al paciente y el módulo de procesamiento de imágenes.
La consola del cirujano es el elemento central del sistema quirúrgico da Vinci™S HD. Aquí, el cirujano controla cada movimiento de la intervención. Las pruebas realizadas con otras técnicas y un sistema de transmisión por vídeo demostraron ser menos eficaces. El principal desafío eran las direcciones inversas a las que tenía que enfrentarse el cirujano. Era como atarse los zapatos con palillos chinos. Cuando los palillos se mueven hacia la izquierda, la punta se mueve hacia la derecha. Este es el movimiento contraintuitivo que se experimenta en la cirugía laparoscópica tradicional. En su momento, el cirujano debía asimilar estos movimientos no intuitivos mediante la experiencia.
El uso del sistema quirúrgico da Vinci™S HD permite al cirujano realizar la operación mientras está sentado cómodamente frente a la consola con una incomparable visualización de alta definición en 3D del campo quirúrgico. Como el primer sistema quirúrgico robótico del mundo con visión de alta resolución en 3D y HD, el sistema duplica la resolución de modelos más antiguos para ofrecer una visualización más clara y detallada de las capas de tejidos y la anatomía crítica. El sistema de visión InSite™, el endoscopio de alta resolución en 3D y HD y el módulo de procesamiento de imágenes proporcionan imágenes muy realistas del campo quirúrgico. Las imágenes quirúrgicas se amplifican, refinan y optimizan utilizando sincronizadores de imágenes, iluminadores de alta densidad y unidades de control de cámara.
El cirujano también realiza movimientos en la consola mediante maestros (controles que replican los movimientos quirúrgicos). El cirujano sujeta con los dedos los controles maestros debajo de la pantalla con las muñecas en una posición natural en relación con sus ojos. Entonces, los movimientos del cirujano se convierten sin retardo alguno en movimientos precisos en tiempo real que se transmiten a los instrumentos en el interior del paciente.
Los brazos manipuladores robóticos que sujetan los instrumentos quirúrgicos se controlan con los movimientos de las muñecas, las manos y los dedos del cirujano como en la cirugía convencional. Se ofrece una amplia gama de instrumentos EndoWrist™ para el sistema. Estos instrumentos endoscópicos están diseñados con siete grados libertad de movimiento que reproducen la destreza de la muñeca humana. Cada instrumento tiene una misión quirúrgica específica, como pinzar, suturar y manipular tejidos.
En el carro junto al paciente se encuentran los dos brazos robóticos y un brazo endoscópico, que reproducen los movimientos del cirujano. Es posible instalar un tercer brazo robótico de manera opcional, el cual permite a los cirujanos utilizar un instrumento endoscópico adicional para incrementar las capacidades quirúrgicas. Los instrumentos laparoscópicos pivotan en los orificios quirúrgicos, lo que evita utilizar la pared abdominal del paciente para hacer palanca. Esto minimiza los daños a los tejidos y nervios. Los asistentes quirúrgicos instalan los instrumentos adecuados, preparan la inserción de las sondas en el cuerpo del paciente y supervisan los brazos e instrumentos laparoscópicos utilizados.
Se eligieron motores de maxon por su fiabilidad extrema
Cuando se manipulan instrumentos quirúrgicos robóticos a través de pequeñas incisiones (de 8 a 10 mm) para realizar una operación en el interior del cuerpo del paciente, se requiere un control del movimiento con una precisión absoluta. En el centro de cada manipulador se encuentra un motor DC diseñado y fabricado por maxon.
En opinión de Mike Prindiville, director de ingeniería de fabricación en Intuitive Surgical: «Aunque en el mercado hay disponibles muchas opciones, maxon ha cumplido de forma consecuente nuestros requisitos de rendimiento y calidad, y ha sido un sólido colaborador en el éxito de nuestro producto». Los motores de maxon ofrecen las señales de entrada y salida esenciales para el sistema da Vinci™S HD. Mediante una serie de controles de feedback, los motores y encoders reciben señales de entrada del cirujano. La electrónica de la consola convierte, en tiempo real, estas señales de entrada en señales de salida que se envían a los motores de los manipuladores. A su vez, los manipuladores ejercen una contrafuerza en las manos del cirujano a través de la electrónica de la consola.
Los ingenieros de Intuitive Surgical han integrado más de 30 motores maxon en el diseño, que incluyen motores RE 25, algunos con y otros sin feedback de encoders; motores RE 13 equipados con reductores planetarios de la serie GP 13 y encoders magnéticos de 13 mm; y motores RE 35 con encoders de otros fabricantes.
Los motores de maxon están diseñados con imanes de tierras raras en sus estatores e incorporan un diseño de rotor sin hierro, lo que elimina el par de arranque. Especialmente a velocidades bajas de funcionamiento, esto ofrece una ventaja considerable en comparación con los motores con diseño convencional. Los motores también ofrecen una densidad de potencia inigualable y una suavidad de giro extrema, dos requisitos esenciales para la aplicación de Intuitive Surgical.
Los motores utilizados en la consola del cirujano se denominan maestros debido a su doble función. Los motores esclavos, instalados en los manipuladores, tienen la misma precisión, pero también pueden funcionan en sentido inverso mientras un cirujano asistente mueve los efectores a su posición. Los motores también presentan una baja histéresis en las puntas de los instrumentos.
Manejo intuitivo, libertad completa de movimientos y las últimas tecnologías
El sistema quirúrgico da Vinci™S HD es la única tecnología disponible en el mercado que puede ofrecer al cirujano un control intuitivo, una libertad completa de movimiento, la capacidad de manipular tejidos sin dañarlos y una visualización en 3D como en la cirugía abierta. Al mismo tiempo, permite al cirujano realizar operaciones quirúrgicas mínimamente invasivas a través de pequeñas aberturas. El uso de las últimas tecnologías en los motores y otros componentes permiten la comercialización de este tipo de sistemas.
El sistema quirúrgico da Vinci™S HD utiliza latecnología básica desarrollada en el SRI (anteriormente conocido como Stanford Research Institute) para cirugía asistida por ordenador. Intuitive Surgical colaboró más tarde con IBM, el Instituto de Tecnología de Massachusetts y Heartport, Inc. para continuar desarrollando el da Vinci™S HD. La agencia estadounidense FDA (Administración de Alimentos y Medicamentos) ha aprobado este sistema quirúrgico para su uso en cirugía abdominal, como de la vejiga y el colon, para cirugía torácica, con la excepción del corazón, y para cirugía prostática. En Europa, el sistema Vinci™S HD ya se está utilizando para operaciones de bypass coronario.
Según Mike Prindiville, director de ingeniería de fabricación en Intuitive Surgical: «Cada día confiamos en más de 10 000 motores de maxon para ofrecer valor a los pacientes, cirujanos y hospitales en todo el mundo. Los motores de maxon ostentan un historial comprobado de fiabilidad absoluta, baja fricción y larga vida útil. Cada sistema da Vinci™ se comprueba para garantizar sus características de rendimiento esenciales, lo que incluye la fricción, la holgura y los perfiles de conformidad, así como para monitorizar el feedback de una amplia gama de sensores».