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

5

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)?

8

9

¡Más de 60!

Robótica quirúrgica por disciplina

10

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), …

13

…, 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)

23

Cyber Surgery

24

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,

Vicomtech