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Escola Secundária Quinta do Marquês Ciências e Tecnologias Aplicações Informáticas B

Robótica na Medicina

Trabalho realizado por: L. Nel L. Santos Data: janeiro 2014

Robótica na Medicina by L. Nel; L. Santos is licensed under a Creative Commons Atribuição-Uso Não-Comercial-Partilha nos termos da mesma licença 4.0 Internacional License.


Ă?ndice

2


Robótica: um conceito moderno Introdução O avanço científico anda muito de mão dada com o avanço tecnológico o que nos permitiu melhorarmos as nossas condições de vida, nomeadamente na área da saúde a combater doenças com novas curas e a aperfeiçoar técnicas já existentes. Na área da medicina, cada vez é mais utilizada e procurada a robótica para substituir partes do corpo ou a construir instrumentos de auxílio para os médicos. A robótica é um tema que pode gerar alguma polémica quanto à sua inserção nos hospitais ou até mesmo nas próprias pessoas. Através

da

realização

deste

trabalho,

foi-nos

possível

adquirir

vários

conhecimentos relativamente ao assunto. Desde os primeiros usos da medicina na antiguidade até à mais recente tecnologia desenvolvida procurando resumir os principais conceitos e perspectivas feitos a respeito do tema, dando ênfase à utilização que fazemos da robótica na medicina atualmente. Falar-se-á também de alguns exemplos específicos juntamente com os seus prós e contras. É importante salientar também que, para ter uma vida melhor, não é apenas necessária a existência de equipamentos auxiliares para a realização deste objectivo mas também a existência de baixos custos na utilização dos mesmos.

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O que é? A Robótica é um ramo educacional e tecnológico que engloba computadores, robôs e computação, que trata de sistemas compostos por partes mecânicas automáticas e controladas por circuitos integrados. As máquinas, pode-se dizer que são vivas, mas ao mesmo tempo são uma imitação da vida, não passam de fios unidos e mecanismos. Em breve, tudo poderá ser controlado por robôs. O termo Robô foi pela primeira vez usado pelo Checo Karel Capek e o termo Robótica foi popularizado pelo escritor de Ficção Cientifica Isaac Asimov. A ideia de se construir robôs começou a tomar força no início do século XX com a necessidade de aumentar a produtividade e melhorar a qualidade dos produtos. É nesta época que o robô industrial encontrou as suas primeiras aplicações, sendo George Devol considerado o pai da robótica industrial. Devido aos inúmeros recursos que os sistemas de microcomputadores nos oferecem, a robótica atravessa uma época de contínuo crescimento que permitirá o desenvolvimento de robôs inteligentes fazendo assim a ficção do homem antigo tornar-se a realidade do homem atual. A robótica tem possibilitado às empresas redução de custos com o operariado e um significativo aumento na produção. O país que mais tem investido na robotização das actividades industriais é o Japão, um exemplo disso observa-se na Toyota. Porém, há um ponto negativo nisso tudo. Ao mesmo tempo que a robótica beneficia as empresas diminuindo gastos e agilizando processos, esta cria também o desemprego estrutural, o qual é gerado pela substituição do trabalho humano por máquinas. Quando um robô é na realidade uma ferramenta para preservar o ser humano, como robôs bombeiros, submarinos, cirurgiões, entre outros tipos, o robô pode auxiliar a reintegrar algum profissional que teve parte das suas capacidades motoras reduzidas devido a uma doença ou acidente e, a partir utilização da ferramenta robótica, ser reintegrado ao mercado.

A sua evolução na medicina O rápido avanço tecnológico vivido nos dias de hoje tem gerado novas técnicas e novos produtos com o objectivo de melhorar a qualidade de vida do ser humano. A área médica, por ser um dos factores mais significativos desse aumento da qualidade de vida, beneficia-se consideravelmente desse processo evolutivo, elaborando meios cada vez menos invasivos e mais seguros na procura pela saúde humana. 4


É nesta área que temos a junção do maior número de tecnologias (óptica, micro electrónica, robótica, informática, radiação, bioquímica, biofísica, etc.) aplicadas para o benefício do ser humano, sempre com o objectivo de suprir a vontade inata de viver mais, com o menor sofrimento e desfrutando da maior saúde possível. A arte da Medicina é tão antiga quanto o próprio homem. O grego Hipócrates foi chamado de pai da medicina, por ter sido o primeiro a fazer registos dos seus procedimentos médicos. Na Antiguidade, o Egipto destacou-se pela sua excelência na prevenção e no tratamento das doenças. Este notável avanço na medicina provocou a deslocação de outros povos, como os gregos, ao Egipto na procura de respostas mais efectivas para os seus problemas de saúde. Para

o

povo

chinês

as

práticas diárias de

trabalho

estimularam

o

desenvolvimento dos vários métodos que compõe os cuidados com o corpo e a Medicina Tradicional Chinesa. Contudo, apesar da presença da medicina nestas culturas, a designação para um médico de diagnósticos era ainda desconhecida. Foi mais tarde que esta figura começou a fazer parte do estudo da medicina, sendo que a presença de este tipo de médicos foi de fundamental importância para a mesma tendo prevalecido na área até à actualidade. Designamos então um médico de diagnóstico como alguém que “desvenda” o mistério da doença de um paciente através da história clínica e do exame físico, sendo possível fazê-lo sem o auxílio de qualquer exame. No entanto e, pouco a pouco, o diagnóstico passou a ter o auxílio cada vez mais presente da tecnologia.

Fig. robô Da Vinci

No que toca à área específica da robótica podemos destacar o exemplo de um mecanismo de cirurgia recente e bastante falado: da Vinci – trata-se então de um robô que auxilia o cirurgião na sala de operações. A sua utilização em procedimentos cirúrgicos tem certos benefícios, tais como o facto de respirar, não tremer, e ter uma precisão milimétrica, capaz de chegar, através de um pequeno orifício de meio centímetro, ao interior do corpo humano. Com a introdução destas novas técnicas surge também a necessidade de um médico especialista na utilização das mesmas, ou seja, de um engenheiro biomédico ou engenheiro clínico. O Engenheiro Clínico é o profissional que aplica e desenvolve os conhecimentos de engenharia e práticas gerenciais às tecnologias de saúde, para proporcionar uma melhoria nos cuidados dispensados ao paciente. 5


Todos estes avanços demonstram a grande evolução já alcançada nos equipamentos biomédicos. O maior problema encontrado nessa evolução é acompanhar os crescentes custos, pois os benefícios são cada vez maiores e melhores. No entanto, representam custos permanentemente elevados, mesmo quando essa tecnologia já está mais difundida. Um exemplo vivo é o preço de uma ressonância magnética nuclear, que pode atingir alguns milhões de dólares. A comunidade científica não vai parar de pesquisar e desenvolver novas tecnologias, pois o que se pretende é viver mais e melhor. Por isso, o desejável seria “aproveitar” ao máximo essa evolução, pensando sempre em buscar o menor custo com o maior “benefício” possível.

A sua aplicação na medicina Relativamente à aplicação da robótica na medicina podemos destacar as próteses. Graças à pesquisa e à alta tecnologia aplicada ao mundo das próteses, os riscos reduzem-se assombrosamente. O quadro a seguir mostra que membros e outras partes do organismo já podem ser substituídos facilmente por materiais sintéticos ou orgânicos:

1

Nariz e orelhas

2

Mãos

3

Braços

4

Pele

5

Genitais

6

Ossos

7

Juntas

8

Cartilagens, tendões, músculos e ligamentos

9

Pernas

1 0

Pés

6


Fig. Quadro indicador de membros substituídos por próteses

O Futuro Agora A robótica nos hospitais A cirurgia robótica utiliza, tal como o nome indica, um dispositivo robótico. Este tipo de procedimento é essencial em operações que requerem um mínimo de nível de invasão possível, sendo utilizada em combinação com cirurgias mais tradicionais como a laparoscopia1 e a toracoscopia2. Outras operações foram já aprovadas para ter presença robótica, tal como na área da urologia, como no tratamento do cancro prostático, na cirurgia geral, cardíaca, otorrinolaringológica, ginecológica e gastrointestinal.

1 Exame endoscópico da cavidade abdominal 2 Observação do peito

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O sistema mais utilizado para este tipo de importância é o Da Vinci, um robô cirúrgico constituído por três partes: a consola cirúrgica, o corpo com os braços robóticos e uma torre de comando com sistema de imagem em alta definição e três dimensões (3D) dirigido por um cirurgião

que

realiza

os

mesmos

movimentos que faria numa operação normal sendo estes imitados pelo robô, em tempo real. Isto é possível graças às imagens fornecidas pela máquina do local de intervenção em 3D, alta definição e campo de visão natural. Da Vinci não

Fig. : robô cirúrgico Da Vinci

no

pode ser programado ou tomar decisões próprias, é exigida uma contribuição direta do atendente, tornando o instrumento mais seguro. Para melhor entendimento de como parece esta máquina num bloco operatório, consulte os ANEXOS-I. Tal como tudo, o Da Vinci tem os seus aspetos positivos e negativos sendo eles, respetivamente: um melhor controlo da situação pois por cada movimento de 3cm do técnico a máquina mexe 1cm, melhor visualização da área a ser tratada dada a presença de imagem ampliada em 3D e HD (alta definição), menor tempo de recuperação para o paciente e menos doloroso, uma melhor resposta do sistema imunitário, o risco de infeções é reduzido e as cicatrizes mais pequenas; no entanto, tem havido casos em que, por exemplo, o robô não largou o tecido do doente causando lhe danos ou queimaduras provocando grandes perdas de sangue. Para fins cirúrgicos, este sistema é realmente o mais comum, principalmente na América e na Europa, tendo um exemplar no Hospital da Luz, Portugal (entre outros hospitais). Mas, existem outros sistemas, não como este nem com os mesmos objetivos, que são também um grande avanço na nossa sociedade e comunidade científica e uma grande ajuda para os médicos beneficiando os e ao paciente, claro. Entre eles há dois exemplos específicos e totalmente diferentes necessárias de referir: PenelopeCS e RPVITA. O primeiro funciona no departamento de esterilidade dos hospitais, uma zona cuja existência e relevância é para muitos desconhecida mas muito importante. Este é o centro do stock do material cirúrgico do hospital, onde entram todos os dias centenas de 8


instrumentos usados e com necessidade de serem lavados, contados, inspecionados, reempacotados e esterilizados para a próxima utilização no Bloco Operatório. Um erro ou atraso nesta área pode causar problemas a nível de horários, custo e acima de tudo a segurança do doente. Fig. : robô PenelopeCS a tratar dos utensílios cirúrgicos usados

Esta

novidade

tecnológica

terá

de

manipular, arrumar e processar instrumentos com uma melhorada eficácia, reduzidos erros e custos.

Certificar-se-á

também

que

cada

tabuleiro enviado para a sala de operações tem a quantidade precisa e os objetos dispostos por ordem de necessidade. Sendo um robô, há o benefício de trabalhar 24horas por dia 7 dias por semana, sempre automática e precisamente. O último exemplo mencionado é uma máquina que permite a comunicação médico/paciente sem que o primeiro esteja presente, por via de um sistema telemédico 3 -combinação das capacidades avançadas da telecomunicação e informação para fornecer ajuda clínica à distância- que se movimenta autonomamente. Isto vai assegurar que o médico estará no sítio certo à hora certa com acesso às informações clínicas necessárias para tomar medidas imediatas. Em termos locomotores, este robô tem sensores que lhe permitem detetar objetos e pessoas podendo manter-se fora do caminho não atrapalhando quem está à sua volta e é, por isso, completamente independente.

Fig. : sistema RP-VITA em contacto com um paciente

3 Tradução direta do inglês: “telemedicine system”

9


Membros robóticos A amputação de um membro é um problema há já bastante tempo para nós tendo, aos poucos e poucos, contornado a situação de maneira a restabelecer a vida que anterior à perda do(s) membro(s) se levava. Arranjámos soluções começando com pernas de pau passando para as de plástico e agora robóticas, que não só proporcionam o apoio necessário mas também são capazes de “andar”. Os membros robóticos são uma coisa relativamente recente mas já utilizada e apreciada por muitos. Um destes é a mão bebionic3, uma mão prostética que ao contrário

de

todas

as

outras não tem um fim puramente sim

estético, mas

funcional.

inovação

permite

Esta ao

utilizador uma gama bem mais alargada do que é a •

Fig. : Nigel Ackland, vítima de uma amputação e utilizador do bebionic3 a realizar tarefas diárias.

possível com apenas uma mão, como agarrar numa caneta e escrever, teclar no

computador e usar o rato, atar os atacadores, mudar os canais da televisão com o comando, entre tantas outras tarefas que tomamos como dadas mas que para pessoas com menos um braço são praticamente impossíveis.

Conclusão

O avanço tecnológico da ciência é realmente importante nomeadamente em áreas como a medicina, proporcionando um maior conforto aos médicos e aos pacientes em cujo tratamento há intervenção robótica. Os procedimentos são também cada vez mais seguros e com menos efeitos secundários pejorativos aquando da recuperação.

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Há que questionar, no entanto, onde é que toda esta evolução nos levará, desde o início do estudo da robótica na medicina, grandes avanços têm ocorrido permitindo a uma parte significativa da população mundial viver uma vida maior e melhor. Com procedimentos mais seguros e a nos garantirem uma “maior vida”, não ficará o nosso planeta envelhecido? É natural querermos viver mais e melhor mas será sensato?

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ANEXOS I. O seguinte é um esquema de um Bloco Operatório onde está presente o sistema Da Vinci em interação com o médico e todos os assistentes.

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Robótica na medicina