Robotica y Protesis Inteligentes

 

Nanotecnología, medicina prótesis  inteligentes prótesis inteligentes  

robótica

y

Introducción 

La adaptación de la tecnología enpersonalizar el área médica ha llevado a la creación debásico vanguardistas formas de atención, de práctica clínica y de la salud, buscando el principio de la medicina, no dañar. Ello ha propiciado a temas diversos como telemedicina, nanotecnología teleasistencia, cirugía robótica, por mencionar algunos. Cibermedicina 

Consiste en el estudio de las aplicaciones de internet, tecnologías médicas y salud pública que examinan el impacto y las implicaciones de Internet, en el que se evalúan las oportunidades y los retos para la atención a la salud.  A nivel mundial diversos países han desarrollado diversas tecnologías bajo el enfoque de salud y el potencial de transformación mejora del sector salud es esencial. Nanotecnología 

Se refiere a la manipulación de la materia en la escala de átomos y moléculas. Un nanómetro (nm) equivale a la milmillonésima parte de un metro. Sus aplicaciones terapéutica se observan el transporte especifico de sustancias hasta los tejidos diana, en el balance eficacia-toxicidad, distribución del tratamiento, aplicación en imágenes médicas para el monitoreo del transporte, liberación y eficacia de los fármacos. El uso de la nanotecnología en medicina se sustenta en que esta área posee el potencial de crear materiales innovadores en el diagnóstico temprano de enfermedades de complicada detección, tratar patologías a nivel molecular, fabricar sensores para monitorizar niveles de sustancias, entre muchos otros usos que se le puede proporcionar. Desafortunadamente aunque muchas de las innovaciones a nivel de la nanotecnología ya se utilizan, el rezago de la mayoría de la población en el acceso a su uso vuelve un poco inútil estas tecnologías. Medicina Robótica 

La fusión de conocimientos sobre ciencias computacionales, inteligencia artificial, la robótica y la mecatrónica han propiciado la readaptación del concepto de cirugía médica. Las ventajas que se logran implican la disminución del tamaño de las tecnologías y el aumento de sus funcionalidades logrando obtener mejores muestras del paciente y efectuando cirugías de mínima invasión y complicación; con una capacitación previa para el uso de estas herramientas. Los robots no implican una herramienta que sustituye al médico, más bien implica un apoyo que aumenta la seguridad, calidad y eficacia del actuar médico. Robots de uso común en medicina  

Da Vinci® Surgical System es usado actualmente en todo el mundo, es un robot que permite realizar intervenciones mínimamente invasivas, se utiliza en procedimientos como cáncer de vejiga cáncer de

 

colon y recto, enfermedades en arterias coronarias, endometriosis, cáncer ginecológico, sangrado uterino, trastornos renales y varias más, además su número de aplicaciones va en aumento. Está por demás mencionar que su uso facilita el trabajo y tiempo de cirugía así como el previo entrenamiento del personal que ha de utilizarlo. Prótesis inteligentes 

Entendemos prótesis la sustitución del cuerpo humano artefactos distintos a lospor propios del aorganismo. Condeel una augeparte de laanatómica robótica especialmente de la por biónica se ha logrado dotar al ser humano de funcionalidades complementarias que cada día se perfeccionan con nuevos materiales y funciones.  Aunque las prótesis representan una nueva oportunidad opor tunidad de volver a realizar actividades como lo hacía h acía la persona antes sigue teniendo el inconveniente de que estas carecen de sensaciones propioceptivas como tacto, calor, presión e identificación del objeto manipulado. Ingeniería neuronal y su aplicación en medicina  

También conocida como neuroingenieria es una disciplina cuyo objetivo es comprender, reparar, reemplazar, mejorar o tratar las enfermedades de los sistemas neuronales en la cual se establece una interfaz entre el tejido neural y las construcciones artificiales ar tificiales . https://reportediariocomputacionmedica.wordpress.com/2016/10/19/capitulo-12-nanotecnologia-medicina-robotica-yprotesis-inteligentes/   protesis-inteligentes/

Nanotecnología, Medicina Robótica y Prótesis Inteligentes. Publicado el  el 12 septiembre, 2016  2016 por por  nadis 

Acudir a un hospital que tiene mallas creadas con nanofibras para la regeneración celular, que cuenta con córneas artificiales, que usa exoesqueletos o que tiene robots para tratar a niños con autismo es algo que en pocos años  podría dejar de ser un escenario de ciencia ficción gracias al trabajo de científicos e investigadores. El avance tecnológico está permitiendo que se encuentren nuevos tipos de enfermedades o de padecimientos y esto mismo provoca que se demande al sector tecnológico que siga avanzando para encontrar una solución. Nanociencia: 

Es la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la “nanotecnología molecular”. Desde se considera a Eric Drexler como uno de los mayores visionarios sobre este tema. El padre de la “nanociencia”, es consider ado ado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas. Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias, como por ejemplo: desarrollar materiales más fuertes que el acero  pero con solamente el 10% del peso, nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más delicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.

 

Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo. Nanomedicina:

Se trata de una de las vertientes más prometedoras dentro de los potenciales nuevos avances tecnológicos en la medicina. Podríamos aventurar una definición situándola como rama de la nanotecnología que permitiría la  posibilidad de curar enfermedades desde dentro del cuerpo y al nivel celular o molecular. Se considera que determinados campos pueden ser objeto de una autentica revolución, especialmente: monitorización, reparación de tejidos, control de la evolución de las enfermedades, defensa y mejora de los sistema biológicos humanos, diagnóstico, tratamiento y prevención, alivio del dolor, prevención de la salud, administración de medicamentos a las células, etc. Todos ellos constituirían nuevos avances tecnológicos en la medicina que la posicionarían en una nueva era científica y asistencial. Dentro de los avances científicos más significativos se encuentran biosensores, nuevas formas de administrar medicamentos, más directas y eficaces y el desarrollo d esarrollo de nuevos materiales para injertos, entre otra

Nanotecnología:

La nanotecnología es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y  propiedades de la materia a nano escala. Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y  propiedades totalmente nuevas. n uevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas.  Nos interesa, más que su concepto, lo que representa dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etcétera. Estas nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano, pueden introducirnos en una nueva era. Los avances nanotecnológicos  protagonizarían de esta forma la sociedad del d el conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.

¿Para qué utilizar nanotecnología?  –  

Carácter terapéutico, por ejemplo, transporte efectivo de sustancias.

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Marcadores biológicos.

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Sensores para seguir los niveles normales de ciertas moléculas en el organismo.

Ejemplos de dónde se usa la nanotecnología en Medicina:

 

 Nano-proyectiles de oro: contra tumores cancerígenos que eliminan el tejido maligno.  Nano partículas terapéuticas: con plata estas moléculas son químicamente activas.  Nano partículas aplicadas al diagnóstico: macar material biológico.

Detectores enfermedad.de DNA: Para detectar a pacientes que tengan alguna mutación genética o predisposición a alguna  Nano sensores médicos: implantes que permiten la supervisión de parámetros bioquímicos. Micro esferas de quitosano: polímero biodegradable y de atrapamiento de sustancias químicas.  Nano partículas de sulfuro de cobre: tienen mayor alcance sobre su objetivo en cáncer. SPIO (supermagnetic ironoxide nanoparticles): son agentes de contraste en resonancia magnética nuclear porque  permiten ver la impresión intratumoral con mayor sensibilidad.

Medicina robótica 

En medicina el uso de estas tecnologías, donde se incluye un robot, sirven para facilitar nuestras tareas diarias, dando seguridad, calidad, eficiencia y eficacia en nuestro actuar, así como facilitan también disminuyen tiempos de estancia hospitalaria, menores infecciones y mínimas iatrogenias en zonas z onas de difícil acceso. ¿Qué es un robot? Es una máquina controlada por una computadora y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interactúa con su entorno y por tanto es capaz de efectuar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos, siendo estos últimos quienes los utilizan como herramientas facilitadoras para mejorar los resultados de un procedimiento médico. ¿Hay medicina robótica? Sí, por ejemplo, en Méjico hay un robot, DaVinci®, que realiza intervenciones menos invasivas. Y se utiliza para lo siguiente:  –  

Cáncer de vejiga

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Cáncer de colon y recto

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Enfermedades en arterias coronarias

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Endometriosis

 

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Cáncer ginecológico

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Sangrado uterino

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Trastornos renales

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Cáncer de riñón

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Prolapso de válvula mitral

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Obesidad

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Cáncer de próstata

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Cáncer de garganta

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Fibromas uterinos

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Prolapso uterino

Para poder hacer uso del DaVinci® se necesita un entrenamiento y una vez pasado este el cirujano tendrá las competencias necesarias para cirugías reales. Prótesis inteligentes: 

Una prótesis es la sustitución de una parte anatómica del cuerpo humano por artefactos distintos a los propios del organismo. Una prótesis unida a un ser humano da como resultado el concepto ciborg. Retos de los médicos en la medicina robótica. Desarrollar una sensibilidad en la prótesis ya que sólo da la porción motriz aunque en este aspecto la ingeniería neuronal y la neuroingeniería ayuda al desarrollo de una solución. Los científicos proponen conectar las prótesis directamente a los nervios mediante med iante dos variantes: Por implantación de neurosensores directamente en la corteza cerebral, tanto en el área sensitiva como motora, tomando como referencia el homúnculo anatómico. Consiste en conectar, por medio de chips, nervios directamente en la zona limítrofe a la amputación. https://nanotecweb.wordpress.com/2016/09/12/nanotecnologia-medicina-robotica-y-protesis-inteligentes/

 

Robótica y Prótesis Inteligentes: Una segunda oportunidad de vida Escrito por: Leonardo Le Vinson Aguilar, alumno de ISD.

Desgraciadamente la vida a veces parece no ser tan justa para todo mundo. Así es como es y realmente no hay mucho que hacer al respecto. Sininjustas embargo, la pena reflexionar que, valga la redundancia, hay injusticias más quevale otras. Puede que perder un juego de futbol por una mala decisión del árbitro a falta de criterio parezca terrible; o que la chica o el chico que te gusta nunca te haya pelado a pesar de haber hecho hasta lo imposible por llamar su atención, parezca la situación más trágica del mundo. Pero todo esto, realmente ¿qué tan grave es comparado con alguien que perdió un brazo en un accidente? ¿Qué tan trágico es haber nacido con los ojos color café cuando consideras que los ojos azules son más bonitos, comparado con un niño que nació sin piernas? Los pr problemas oblemas cotidianos dejan de ser tan graves, ¿no es así? Figura 1. Persona sin pierna derecha. (medicinahidraulica.blogspot.mx)

Vivir con extremidades faltantes es el caso de millones de personas en el mundo. Todos los días, esta gente debe pararse, bañarse, vestirse, hacerse de comer, ir al trabajo o a la escuela, conducir su auto, en fin, vivir su vida tal y como cualquier otra persona. La única gran diferencia con los demás, es que ellos tienen que valerse de otros tipos de fuerzas y destrezas para poder realizar actividades tan sencillas como prepararse una taza de café o sacar del closet la ropa que usarán en el día. Sin un remedio aparente para su situación, vivir así representa un desafío constante. No obstante, la tecnología moderna, siempre al servicio de la sociedad, ha desarrollado un invento conocido como prótesis. Las prótesis son reemplazos artificiales de los brazos y piernas, y son utilizadas para auxiliar a la gente con extremidades faltantes a llevar a cabo sus actividades diarias. Se han creado miles de modelos distintos que sirven a diversos propósitos tanto funcionales como estéticos. Aun así, desgraciadamente las prótesis no son perfectas, ya que éstas no se pueden controlar a voluntad. Para solucionar este problema, actualmente se está trabajando para desarrollar lo que se conocen como prótesis inteligentes

 

El desarrollo de la prótesis y su encuentro con la biónica

La prótesis humana más antigua de la que se tenga registro fue hallada sujeta al antebrazo de una momia egipcia que data más allá del año 2000 a.C. Sin embargo, registros más recientes, muestran que la popularización de estos artefactos comenzó durante la era de los metales, cuando el hombre desarrolló la metalurgia y fue capaz de utilizar materiales como el hierro y el bronce para crear armas herramientas. Comenzandode porlasprótesis con el paso dey los años y el mejoramiento técnicascompletamente y desarrollo derígidas, mecanismos, las prótesis (principalmente de manos y brazos) fueron mejorando en aspectos como la estética, comodidad y funcionalidad. En el año 1400 se creó la prótesis de brazo altRuppin, capaz de ajustar la posición de sus dedos y muñeca. Un siglo después, el francés Amboise Paré, logró crear una prótesis de brazo que además de tener dedos y muñeca ajustables, tenía la capacidad de realizar una flexión mediante el uso de un mecanismo accionado por una palanca. En el siglo XIX, materiales como el cuero, madera y algunos polímeros naturales fueron empleados para darle mayor ligereza y flexibilidad a las prótesis. Luego, durante el siglo XX, grandes avances fueron alcanzados gracias al desarrollo de la biónica. Durante inicios y mediados de este siglo, se logró crear prótesis con movimiento asistido por mecanismos eléctricos e hidráulicos, lo cual simula  una sensación de movimiento voluntario.

Brazo 

Figura 2.

 Actualmente, gracias a los avances en la robótica y la mecánica, la biónica ha sido capaz de evolucionar y, mediante el uso de aleaciones con memoria de forma, actuadores y simuladores por computadora, ha comenzado a desarrollar las primeras prótesis completamente funcionales y de movimiento voluntario.

 

Desarrollo de una protesis de mano con materiales inteligentes Los materiales “inteligentes” son aquellos que pueden cambiar algunas de sus propiedades físicas como su color, su posición, su rigidez o hasta su forma a partir de un estímulo. Para controlar la respuesta que tendrán estos materiales, se emplean sistemas avanzados de reconocimiento del estímulo, a partir del cual hacen una selección de la respuesta del material. A su vez, éste sistema se encarga regresar a su estado inicial o estándar una vez que deja de haber un estímulo de presente. Dentro de los materiales inteligentes se encuentran las denominadas aleaciones con memoria  de forma, a partir de las cuales se pueden elaborar alambres musculares de nitinol. Éstos, representan una herramienta ideal para realizar prótesis inteligentes ya que responden rápidamente a impulsos eléctricos para cambiar de forma, presentan una gran resistencia mecánica y son muy delgados y ligeros.

Ésta tecnología fue tomada tres Juárez, estudiantes de mecánica la UNAM, para Patricia Ríos, Itzel Flores por y Ana durante el 2004 de precisamente realizar un modelo de prótesis de mano biónica que fuera capaz de adoptar diversas posiciones básicas para probar su funcionalidad. Para elaborar su mano, las estudiantes utilizaron un total de 16 piezas: una palma, cuatro dedos compuestos de tres secciones cada uno, y un pulgar igualmente seccionado en tres partes. Luego de construir el mecanismo de su prótesis experimental, con ayuda de un software de modelado, crearon las distintas posiciones que debía adoptar su mano y programaron los actuadores para controlar los alambres musculares que moverían la mano al recibir un impulso. Figura 4. Modelación digital de posiciones de la mano. Revista de

la UNAM

Figura 3. Mano biónica experimental. Revista de la

UNAM

 A pesar de sus múltiples intentos por ajustar su prótesis, la estudiantes reportaron el experimento como fallido. Según su análisis, a pesar de que el mecanismo recibía correctamente los impulsos enviados y actuaba debidamente

 

sobre los alambres musculares, éstos no eran capaces de mover ningún componente de la mano. Además, se calentaban tanto que adquirían un color rojo vivo y quemaban la superficie del material. A partir de esto, concluyeron que los alambres musculares debían ser estudiados y desarrollados más para poderles dar un uso como este. Sin embargo, indican que existen otros materiales que pueden funcionar como alternativa, por lo que le darán continuidad al proyecto utilizando nuevos componentes. Aún se esperan nuevos resultados de su parte.

Conclusiones

 Así como las estudiantes de la UNAM, otros científicos en México y en muchas otras partes del mundo dedican su trabajo a desarrollar prótesis perfectamente capaces de ser controladas por su usuario tal y como lo harían con cualquier otra parte de su cuerpo. A pesar de que esto alguna vez fue un sueño lejano, hoy en día el alcance de este objetivo está a la vista, tan solo es cuestión de seguir experimentando y desarrollando los materiales ideales para obtener los resultados esperados y al fin, lograr darle una segunda oportunidad de vida a la gente que lo necesita.

Glosario:

 

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Actuador: Herramienta que transforma energía eléctrica o hidráulica en energía mecánica para mover o actuar sobre otro aparato. Aleación con memoria de forma: Aleación metálica capaz de cambiar de forma al cambiar de temperatura. Es posible adaptar estos materiales para que adopten una forma predeterminada en base a la temperatura que tengan. Alambre muscular: Material con memoria de forma, delgado, con gran resistencia mecánica y velocidad de reacción. Fabricados a partir de nitinol. Biónica: Robótica aplicada al ser humano. Estudio del funcionamiento de los sistemas del cuerpo y replica mediante aparatos electrónicos. Nitinol: Aleación de níquel y titanio. Prótesis Inteligente: Prótesis que se puede controlar a voluntad, como si se tratara de una extremidad real.

 

Referencias: Ríos P., Luna, I. y Juárez, A. (18 de enero 2004). Robótica yPrótesis Inteligentes. Revista Digital Universitaria (UNAM), vol. 6, pp. 15.

Imágenes: Figura 1: Castañeda, P. (2012). Medicina hidráulica. Blog de Medicina Hidráulica.

Recuperado el 12 de abril del 2015 de: http://medicinahidr  aulica.blogspot.mx / Figuras 2, 3 y 4: RíosP.,Luna,I.yJuárez,A.(18deenero e nero2004).Robóticay PrótesisInteligentes.RevistaDigital Universitaria(UNAM),vol.6,pp.15  

https://aidias.weebly.com/uploads/ 4/6/4/0/46406533/levinson_l_artdivulgacion.pdf ivulgacion.pdf https://aidias.weebly.com/uploads/4/6/4/0/46406533/levinson_l_artd

 

Desarrollan una prótesis robótica que se mueve como una mano natural   Además de combinar destreza, fuerza y sensibilidad, es más barata que otros sistemas

Investigadores del Centro Científico E. Piaggio de la Universidad de Pisa y del Instituto Italiano de Tecnología de Génova han diseñado una mano robótica que podría revolucionar el campo de las prótesis: es sólida y capaz de coger casi todo tipo de objetos mediante un único motor. Además, tiene un coste menor que otros sistemas.

Imagen: chrisharvey. Fuente: PhotoXpress.

La pérdida de función en una extremidad o la amputación de la misma pueden ejercer un efecto desmesuradamente negativo en la calidad de vida. Asimismo, la asimilación de una disfunción o una discapacidad comporta un proceso igualmente traumático y a menudo la recuperación resulta larga y ardua, pues los cambios en el estilo de vida a los que obliga una situación así no se producen de la noche a la mañana. Todas las tareas que hasta ahora se resolvían sin esfuerzo cobran de repente una envergadura distinta. Incluso la pérdida de un brazo no dominante, por ejemplo, implica una carga superior para el restante. Sin embargo, la capacidad para realizar tareas normales no es el único escollo, pues también resulta mermada la propia independencia. En el caso de la conducción cabe imaginarse lo problemático que puede resultar dirigir el volante y cambiar de marcha al mismo tiempo con una mano. Sin duda desplazarse resulta más complicado en esta nueva situación.

 

  Todos los cambios que se producen tras la pérdida de una extremidad conllevan un efecto emocional parejo al físico. En el pasado estos cambios convertían la vida del paciente en una experiencia mucho más difícil y extenuante. Por suerte, en la época moderna la calidad de vida no tiene por qué resentirse tras estas lesiones gracias a múltiples progresos tecnológicos modernos que contribuyen a que una persona recobre su confianza e independencia. La robótica desempeña una labor fundamental en este sentido. Los robots podrían facilitar la vida y facilitar facili tar las labores de cocina, el cuidado de los niños o la recepción de visitas. Pero para echarnos una mano deberán estar dotados de unas manos extraordinarias capaces de, por ejemplo, coger un huevo, jugar a lanzar objetos o servir café. Un diseño revolucionario 

La ingeniería ha recogido el guante y en los últimos años se han desarrollado manos robóticas con un nivel extraordinario de destreza, fuerza y sensibilidad. Uno de los equipos dedicados a este fin está compuesto por investigadores europeos del Centro Científico E. Piaggio de la Universidad de Pisa y el Instituto Italiano de Tecnología de Génova. Su diseño de mano robótica revolucionará el ámbito de las prótesis inteligentes. De construcción sencilla y sólida y con un precio considerablemente inferior a cualquier otra mano robótica, esta prótesis es capaz de reproducir casi todos los movimientos naturales de una mano natural. La mayoría de las acciones relacionadas con el acto de agarrar se basan en objetos detenidos o fijos. Esta mano va mucho más allá. Es sólida, dócil y capaz de coger casi todo tipo de objetos mediante un único motor y su precio es de unos pocos cientos de dólares. Gracias a su sencillez y enorme versatilidad puede utilizarse fácilmente como mano robótica y como prótesis. Sus dedos son capaces de soportar un «abuso» físico considerable en forma por ejemplo de golpes y desarticulaciones. Esta unión de rendimiento, solidez y asequibilidad, apunta Antonio Bicchi, coordinador del Grupo de Investigación Robótica del Centro Científico E. Piaggio y científico sénior del Instituto comunicado  de CORDIS, se ha logrado gracias a un diseño Italiano de Tecnología en un  un comunicado revolucionario.

 

“Las falanges cuentan con dos pares de cilindros adyacentes que simulan las articulaciones humanas”, explica. “Los dedos están conectados por articulaciones elásticas sin elementos de

conexión mecánica del tipo de tuercas y tornillos que confieren una estructura elástica y sencilla a la mano”.  “No se trata únicamente de copiar la estructura de la mano humana -añade-; además es

necesario comprender los mecanismos de movimiento y percepción para apoyar en ellos el rendimiento de la mano y sólo entonces pasar al desarrollo de una estructura artificial capaz de ejecutarlos”. 

Imitar el movimiento natural de la mano

Desde el proyecto se decidió que para obtener un conocimiento completo de la inteligencia artificial subyacente era necesario analizar y comprender antes los detalles del sistema sensomotor de la mano humana. El equipo al cargo basó su diseño de la mano  Pisa-IIT Softhand  en la teoría de que la clave de las sinergias sensomotoras reside en la neurociencia. Softhand La teoría de las sinergias analiza todos los movimientos complejos que se pueden realizar como producto de una combinación de otros básicos, por ejemplo cerrar los dedos para agarrar un objeto. Estas unidades de movimiento, o sinergias, generadas por una configuración concreta de los músculos, dependen de las características anatómicas del ser humano. Estas unidades abarcan los movimientos innatos o los que se aprenden durante los primeros estadios de la infancia. Así, para reproducir el movimiento que permite atrapar un objeto con una mano mecánica no es necesario dotar a cada dedo de un motor, tal y como sucede en las manos robóticas tradicionales, sino determinar la configuración de la sinergia responsable de este movimiento. Su reproducción debe realizarse de tal modo que pueda llevarse a cabo con un único motor que controle toda la secuencia de movimientos. Bajo esta premisa obtuvieron la primera mano artificial capaz de realizar casi todo tipo de agarres de objetos cotidianos con un único motor. Además, gracias a la sencillez de su estructura, su elevada solidez y su bajo precio, con toda probabilidad llegará a conformar el mercado de las manos protésicas y robóticas e impulsará el desarrollo de otras tecnologías. La comprensión de las sinergias sensoriales y motoras del organismo humano, y la inclusión de los principios de control y detección de bajo nivel en el diseño de manos mecánicas,

 

desempeñarán una labor fundamental en el desarrollo de la inteligencia desempeñarán i nteligencia artificial en un sentido amplio. Un avance interdisciplinar  

Esta iniciativa científica, financiada con 2,5 millones de euros aportados por la Unión Europea a través de una subvención avanzada del CEI concedida al profesor Bicchi, es fruto de una colaboración entre grupos dedicados a la neurociencia, las matemáticas y la ingeniería. La mano se utilizará como plataforma de estudio con la que examinar sinergias y ahondar en aspectos del agarre robótico en proyectos venideros. La mano ha sido objeto de aclamación tanto en el “Congreso internacional sobre humanoides”

(International Conference on Humanoids) celebrado a principios de diciembre en Osaka (Japón), donde se calificó como el proyecto más innovador allí presentado, como en el “Congreso internacional sobre sistemas y robots inteligentes” (International Conference of

Intelligent Robots and Systems, IROS2012) de Portugal, donde recibió varios galardones. El proyecto aporta a aquellos con una disfunción en la mano, ya sea por causa de edad, lesión o enfermedad, un nuevo punto de apoyo para lograr la independencia.

https://www.tendencias21.net/Desarrollan-una-protesis-robotica-que https://www.tendencias21.net/Desarrollan-un a-protesis-robotica-que-se-mueve-como-u -se-mueve-como-unanamano-natural_a16321.html

 

Cibermedicina ¿Qué es la cibermedicina?

Es el estudio de las aplicaciones de Internet, tecnologías en medicina y salud pública que estudian el impacto y las aplicaciones de internet, en el que se evalúan las oportunidades y los retos para la atención de la salud. La medicina ha tenido que recurrir a la cibermedicina porque busca disminuir el sufrimiento humano.

Figura 1.Cibermedicina

La cibermedicina se divide en los siguientes apartados:

Figura 2. Nanotecnología, medicina robótica y prótesis inteligentes ¿Qué es la nanotecnología?

Es la manipulación de la materia en escala de átomos y moléculas; para entender más acerca de la nanotecnología es necesario saber que un nanómetro (nm) equivale a la mil millonésima parte de un metro. Este tipo de tecnología puede tener diferentes aplicaciones, como son:

 

Intervenir en el transporte específico de sustancias hasta los tejidos diana   Balance eficacia-toxicidad y la buena biodistribución de fármacos Imágenes biomédicas que permiten la monitorización del transporte,   liberación y eficacia de los fármacos y un estudio más detallado de las condiciones patológicas   Fabricación de sensores para monitorizar sustancias como glucosa, creatinina,  

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serotonina o compuestos que necesiten revisión continua   Diagnosticar de forma temprana enfermedades de difícil detección Algunas de las aplicaciones más destacadas en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades son: 

1. Nano-proyectiles de oro: detección y exterminio de distintos tumores cancerígenos, identifican la zona afectada, marcan el lugar y externamente se dirige luz infrarroja. Funcionan como lentes de aumento que calientan la zona tumoral y eliminan el tejido maligno.

Figura 3. Nano-proyectiles de oro

2. Nanopartículas terapéuticas: incorporación de nanopartículas de plata permite que las moléculas sean químicamente más activas.

 

  Figura 4. Nanopartículas de plata

3. Nanopartículas aplicadas al diagnóstico: nanopartículas con propiedades ópticas y eléctricas que emiten diferentes gamas de colores para el marcaje de material biológico con propósito de investigación.

Figura 5. Nanopartículas aplicadas al diagnóstico

4. Detectores de ADN: sirven para descubrir pacientes que tengan alguna mutación genética o predisposición a alguna enfermedad que no podría identificarse.

 

  Figura 6. Detectores de ADN

5. Nanosensores médicos: utilizados para la supervisión de parámetros bioquímicos enviando señales ópticas cuando los parámetros normales cambien.

Figura 7. Sensor de parámetros de glucosa

6. Microesferas de quitosano: Atrapamiento de sustancias químicas; administración de vacunas sobre todo por vías oral y nasal aumentando las respuestas inmunitarias.

 

  Figura 8. Microesferas de quitosano

7. Nanopartículas de sulfuro de cobre: Poseen mejor alcance de objetivos que las de oro, depuración del sistema renal.

Figura 9. Nanopartículas de sulfuro de cobre

8. SPIO: Nanopartículas superparamagnéticas de óxido de hierro, agentes de contraste en resonancia magnética nuclear que permiten observar la distribución intratumoral

 

con mayor sensibilidad que la tomografía computarizada. Pueden emplearse como vehículos controlados por un campo magnético externo para su transporte específico.

Figura 10. Resonancia magnética nuclear

¿Qué es la medicina robótica?

Hace referencia a la cirugía robótica, la cual consiste en la asistencia de procedimientos quirúrgicos utilizando robots. Un robot es una máquina controlada por una computadora y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos al mismo tiempo que interactúa con su entorno y es capaz de efectuar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los humanos, herramientas que facilitarán nuestras tareas diarias, aumentando la seguridad, calidad, eficiencia y la eficacia de nuestro actuar; además se verá reflejado en la disminución de tiempos de de estancia hospitalaria, menos infecciones.

Se han unido las ciencias computacionales, la inteligencia artificial, la robótica y la mecatrónica para ofrecer un cambio de paradigma en el concepto tradicional de la

 

cirugía; ya que este tipo de medicina permite que el personal de salud pueda practicar procedimientos sencillos, mediante la simulación de los mismos, disminuyendo los errores médicos, un ejemplo de esto es el Nintendo WII Training on Laparatoscopic Skills.

Figura 11. Nintendo WII Training on Laparatoscopic Skills

Algunos de los robot más importantes que se han fabricado son el PUMA (Programmable Universal Manipulation Arm) creado en 1975 por el ingeniero estadounidense Victor Scheiman, que es un brazo manipulador universal programable, capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que estuviera a su alcance, además de ser la base de la mayoría de los robots actuales; y el Da Vinci creado en 1998 por el Intuitive Surgical Inc que es un robot que permite realizar intervenciones mínimamente invasivas, que cuenta con imágenes de alta resolución, instrumentos quirúrgicos miniaturizados y muy finos, de 2-4 mm,que y un sistema de eliminación temblor o movimiento movimiento innecesario del cirujano proporciona mayor precisióndel y control.

 

  Figura 12. Robot PUMA PUMA

Figura 13. Robot Da Vinci

Otro concepto importante en la medicina robótica es el Ciborg, el cual se define como criatura compuesta de elementos orgánicos y dispositivos cibernéticos.

 

¿Qué son las prótesis inteligentes ?

Una prótesis es la sustitución de una parte anatómica del cuerpo humano por artefactos distintos a los propios del organismo; hoy en día las prótesis robóticas permiten a las personas que han sufrido algún tipo de amputación, hacer dentro de sus posibilidades, una vida normal.

Figura 14. Prótesis

Uno de los principales problemas de las prótesis es que carecen de sensaciones propioceptivas como tacto, temperatura, presión e identificación del objeto manipulado; es por esto que surge la ingeniería neuronal, que se define como técnicas de ingeniería para comprender, manejar y tratar el sistema neuronal.

Figura 15. Prótesis mioeléctricas

"Uno de sus principales objetivos es la restauración y aumento de las funciones neuronales del cerebro humano a través de una interacción directa entre el sistema nervioso y los dispositivos artificiales"

 

 

Un grupo de científicos de la Universidad de Chicago descubrió cómo hacer realidad la aplicación de la interfaz y de las prótesis inteligentes; el procedimiento consiste en trasplantar a los músculos pectorales los nervios de una mano amputada; ello permite a los pacientes notar las sensaciones de la mano robótica en el pecho.

Figura 16. Prótesis mioeléctricas

Desde un punto de vista distinto al mioeléctrico, los científicos buscan de forma exhaustiva conectar las prótesis directamente a los nervios, por ello las investigaciones han dado como resultado dos variantes que pueden solucionar esta cuestión; la primera se basa en la implantación de neurosensores directamente en la corteza cerebral, tanto en el área sensitiva como motora, y la segunda consiste en conectar, por medio chips, nervios directamente en la zona limítrofe a la amputación. Las prótesis no sólo están enfocadas a los miembros, hay avances muy significativos en las prótesis retinianas, que han logrado que pacientes recuperen la vista.

 

  Figura 17. Prótesis retiniana

Todo lo anterior no sería posible sin la plasticidad, que es la capacidad que permite permite que la tecnología de las prótesis inteligentes logre que pacientes neurológicos que no pueden moverse ni comunicarse con el entorno externo establezcan interfaces cerebro máquina para su beneficio.

Figura 18. Plasticidad "La nanotecnología, medicina robótica y prótesis inteligentes son de gran ayuda para el médico, ya que facilitan la detección de patologías a nivel molecular, de procedimientos quirúrgicos, y además simplifican y mejoran las actividades diarias de pacientes que tuvieron alguna amputación de un miembro. Esto significa un gran avance para la medicina porque en una línea del tiempo la medicina ha pasado de mayor número de errores médicos y cirugías de gran tamaño hasta procedimientos médicos de mayor precisión y menor tamaño, con una disminución de iatrogenias, cuyo objetivo principal es la mejora de la atención de la salud de los pacientes" http://ibcnanotecnologia.blogspot.com/  http://ibcnanotecnologia.blogspot.com/ 

 

  Referencia bibliográfica   

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Sánchez Mendiola Martínez Franco A. Informática biomédica. 2nd ed. México;

2014. Más información en...   Revista Interdisciplinaria de Nanociencia y Nanotecnología(NUEVO) Nanotecnología(NUEVO)   http://www.mundonano.unam.mx/ http://www.mundonano.unam.mx/      BIOCYT. Biología, Ciencia y Tecnología. Revista digital editada en la Facultad de Estudios Superiores Iztacala de la UNAM (NUEVO)  http://www.iztacala.unam.mx/biocyt/ (NUEVO) http://www.iztacala.unam.mx/biocyt/     DORADOR GONZÁLEZ, Jesús; Patricia RÍOS MURILLO, Itzel FLORES LUNA y Ana JUÁREZ MENDOZA. “Robótica y prótesis inteligentes”. Revista Digital Universitaria [en línea]. 18 de enero de 2005, Vol. 6, No. 1. [Consultada: 19 de enero de 2005]. 

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