3 aplicaciones de robótica no quirúrgica para vigilar en el cuidado de la salud

 

La pandemia de COVID-19 ha renovado y ampliado el interés por los robots sanitarios no quirúrgicos en todo el mundo. Un número creciente de hospitales y proveedores de atención médica se está dando cuenta de que los robots pueden ofrecer mejoras significativas en la prestación de atención, la eficiencia de los laboratorios y la rehabilitación, como se ve en los ejemplos a continuación.

El nuevo coronavirus ha puesto de relieve la escasez mundial de personal médico cualificado. En combinación con los a veces laboriosos y lentos procesos de pruebas de laboratorio, puede limitar el acceso a los tratamientos que salvan vidas.

El centro de investigación de ABB demuestra el futuro del cuidado

En respuesta a la escasez de talento y a los procesos laboriosos, los laboratorios biofarmacéuticos y de pruebas están recurriendo a la automatización para mejorar la productividad, la seguridad y la consistencia. A su vez, una atención de mayor calidad y más flexible puede mejorar los resultados de los pacientes. Los principales proveedores de robótica no quirúrgica han reconocido este mercado.

Un ejemplo es la multinacional suizo-sueca ABB Robotics, que el año pasado abrió un centro de investigación global en el Texas Medical Center en Houston. Las instalaciones de 5.300 pies cuadrados (500m2) incluyen un laboratorio de automatización e instalaciones de entrenamiento de robots, así como espacios de reunión para el co-desarrollo de soluciones con socios de innovación.

ABB considera la nueva unidad como el primer «centro de investigación global de robótica para la salud», según Jose-Manuel Collados, director de la línea de negocio de soluciones para la salud de ABB Robotics. Un equipo de investigación de ABB trabaja in situ junto con personal médico, científicos, ingenieros, investigadores e inversores de hospitales locales, empresas tecnológicas de primer orden y empresas de nueva creación en el campus de TMC. Están desarrollando sistemas de robótica médica no quirúrgica, incluyendo logística y tecnologías de laboratorio automatizadas de última generación.

«Todas las demostraciones son conceptos que ABB trabajará con la comunidad médica para perfeccionar, con el objetivo de desarrollar sistemas robóticos capaces de llevar a cabo procesos repetitivos, delicados y mundanos, dejando libre al personal médico y de laboratorio altamente cualificado para asumir funciones más valiosas y, en última instancia, tratar a más pacientes», dijo Collados.

Las demostraciones existentes incluyen una estación de manipulación de líquidos o de pipeteo, con un robot de brazo articulado de 6 ejes IRB 1200, y un sistema de carga y descarga por centrifugadora, con un robot YuMi de un brazo IRB 14050.

Un robot móvil de doble brazo YuMi es capaz de detectar y navegar su camino alrededor de los compañeros de trabajo humanos y aprender diferentes rutas. También puede desplegarse para realizar una amplia gama de actividades repetitivas y que requieren mucho tiempo, como la preparación de medicamentos, la carga y descarga de centrifugadoras, el pipeteo y la manipulación de líquidos, y la recogida y clasificación de tubos de ensayo.

El YuMi móvil también podría utilizarse en los hospitales para una amplia variedad de funciones logísticas, entre ellas «la entrega de los medicamentos que ha dispensado, la entrega de suministros médicos al personal del hospital y de ropa de cama directamente a los dormitorios de los pacientes», dijo Collados.

«Los AGVs [vehículos guiados automáticos] en almacenes o fábricas suelen operar en entornos altamente estructurados o simplemente siguiendo rutas fijas marcadas en el suelo», añadió. «Los hospitales y laboratorios no están tan estructurados, por lo que ABB está trabajando para aprender cómo los robots móviles pueden hacer frente a un entorno menos estructurado, así como cómo y dónde los hospitales y laboratorios pueden ser más estructurados».

«El futuro de los laboratorios será diferente», dijo Collados. «Se está pasando de la automatización dura a una automatización más flexible o blanda. A medida que la ciencia médica avanza, el tratamiento es cada vez más personalizado, por lo que los procesos de laboratorio tendrán que adaptarse, y la automatización flexible permitirá esto.»

El robot pipeteador Andrew+ hace una repetición de la actuación

Andrew Alliance SA ha creado el novedoso robot no quirúrgico Andrew+ para abordar la necesidad de una mayor repetibilidad en los flujos de trabajo de las ciencias de la vida. Además de automatizar los procesos de manipulación de líquidos, el dispositivo de pipeteo también es capaz de manipular el tipo de material de laboratorio crucial para la gestión de muestras en muchos flujos de trabajo de investigación.

El robot es administrado por un software de última generación basado en un navegador llamado OneLab, que permite a los investigadores mantener el control de su flujo de trabajo, dijo Nigel Skinner, gerente de marketing global de Andrew Alliance. Los usuarios pueden adaptar fácilmente el robot de pipeteo a una amplia gama de otros flujos de trabajo utilizando una serie de accesorios Domino, ayudando a hacer «un uso óptimo del espacio, los recursos y la financiación», dijo.

Andrew+ puede albergar pipetas de ocho y doce canales, lo que permite dispensar volúmenes mucho más grandes mucho más rápidamente. Esta capacidad proporciona una «ventaja significativa, por ejemplo, en los flujos de trabajo de qPCR [reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa] y NGS [secuenciación de la próxima generación]», dijo Skinner.

«Es un rediseño completo [del anterior robot Andrew], con el plus refiriéndose al hecho de que es un dispositivo completamente conectado», añadió. «Es capaz de comunicarse con OneLab por Ethernet o Wi-Fi, de la cual recibe una guía paso a paso de cada paso de un protocolo dado y con las propias pipetas electrónicas, por Bluetooth».

«Esta comunicación es bidireccional, con instrucciones que se pasan de OneLab a Andrew+, lo que asegura la programación remota de las pipetas, y de vuelta de las pipetas a OneLab, lo que significa que cada paso si se registra completamente», dijo Skinner.

El sistema no quirúrgico está diseñado para aumentar la repetibilidad y la trazabilidad de los experimentos, dijo. La comunicación bidireccional con las pipetas Bluetooth significa que cada paso en la ejecución de los protocolos se registra, junto con los datos de calibración de la propia pipeta.

«Esto asegura una completa trazabilidad, así como un alto grado de control de calidad, lo cual es especialmente importante si se quiere automatizar los costosos y complejos pasos de manejo de líquidos asociados con la qPCR o NGS», dijo Skinner. «En un simple experimento de qPCR, los típicos errores de pipeteo con una pipeta estándar, calibrada de forma rutinaria, pueden hacer que los números de copias de ADN varíen hasta en un 3%. Imagine el impacto de eso en los resultados de un importante experimento de biología de la traducción, o en un laboratorio de diagnóstico regulado».

Andrew Alliance, que tiene oficinas en Ginebra, Boston y París, fue adquirida por Waters Corp. en enero. La compañía ofrece a los clientes cualificados un 20% de descuento en todos sus productos para el desarrollo de respuestas terapéuticas y diagnósticas a COVID-19.

Rehabilitación de accidentes cerebrovasculares otra aplicación no quirúrgica en aumento

Otra aplicación de la robótica no quirúrgica cada vez más común en los entornos sanitarios es el uso de exoesqueletos robóticos en la rehabilitación de accidentes cerebrovasculares. Una de las primeras empresas en este campo es la empresa californiana Esko Bionics, que el año pasado lanzó el EksoNR, la próxima generación del dispositivo portátil EksoGT.

Los productos de la compañía están diseñados para ser intuitivos y ayudar a los pacientes que se están recuperando de un derrame cerebral u otras condiciones a aprender a caminar de nuevo con una marcha más natural.

«EksoNR es el único exoesqueleto disponible para el entorno de rehabilitación que puede proporcionar cantidades adaptables de energía a cualquier lado del cuerpo del paciente, desafiando al paciente a medida que progresa a través de su continuo cuidado», dijo Jack Peurach, presidente y CEO de la compañía. «Lo desarrollamos específicamente para la neuro-rehabilitación para ayudar a los fisioterapeutas y a los pacientes a maximizar el beneficio de cada sesión de rehabilitación.»

El EskoNR cuenta con actuadores integrados en las caderas y las rodillas, que se utilizan para regular la flexión y la extensión de las articulaciones, así como con sensores situados en todo el dispositivo para proporcionar retroalimentación. La última generación del dispositivo no quirúrgico ahora tiene EksoView, un controlador de pantalla táctil que proporciona visualizaciones. Permite a los terapeutas adaptar la asistencia para desafiar a los pacientes utilizando la retroalimentación en tiempo real y medir los resultados del rendimiento durante el uso.

«EksoNR es beneficioso tanto para los pacientes como para los terapeutas y proporciona a los pacientes la capacidad de movilizarse más temprano, con más frecuencia y con un mayor número de pasos de alta intensidad», dijo Peurach. «Como herramienta de rehabilitación avanzada, el dispositivo ofrece a los terapeutas la capacidad de apuntar estratégicamente a las deficiencias en la marcha con una retroalimentación en tiempo real y seguir el progreso del paciente con análisis basados en la nube. Los pacientes son capaces de sacar más provecho de cada sesión de rehabilitación y, en última instancia, tienen mejores resultados».

«A medida que la adopción de EksoNR continúa expandiéndose, vemos el potencial de su uso en otros entornos sanitarios más allá de la rehabilitación de pacientes hospitalizados y ambulatorios, como en centros de enfermería especializada y de cuidados a largo plazo», añadió. «El objetivo es hacerlo ampliamente accesible a todos los pacientes que puedan beneficiarse de él».

Otro dispositivo, el EksoUE, es un exoesqueleto de la parte superior del cuerpo que se puede llevar puesto y que ayuda a los pacientes con una amplia gama de impedimentos de las extremidades superiores. Puede ayudarles con un rango de movimiento más amplio y reducir la fatiga. El dispositivo, que se lleva como una chaqueta, proporciona asistencia para la elevación a través de mecanismos pasivos situados en los brazos que no requieren ninguna batería.

Ekso Bionics creó el EksoUE con el objetivo de involucrar a los pacientes en movimientos motores más diversos y complejos. El dispositivo no quirúrgico puede mejorar la resistencia del usuario y su capacidad para completar tareas durante las sesiones de terapia.

Aunque el EksoUE se probó principalmente con pacientes de accidente cerebrovascular en la etapa de desarrollo, Peurach dijo que el dispositivo también se podía aplicar a una variedad de impedimentos de las extremidades superiores.

«EksoUE se está colocando actualmente con clientes selectos ya existentes, enfocados principalmente en la recuperación temprana de accidentes cerebrovasculares», dijo Peurach. «A medida que continuamos desarrollándolo y educando al mercado de la rehabilitación sobre él, creemos que los terapeutas ocupacionales también encontrarán que el dispositivo es una herramienta beneficiosa para varias causas de debilidad de las extremidades superiores».

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