Robótica en Odontología [2020]

Hola! A continuación leerás en este post sobew la robótica y su utilidad en Odontología.

Una de las tantas aplicaciones actuales de, por ejemplo, la robótica, es el CAD-CAM para confeccionar diferentes tipos de prótesis dentales.

¿Qué es la robótica?

La robótica es una rama de la Ingeniería dedicada a la investigación, desarrollo y operación de los robots.

Los ingenieros dedicados a la robótica estudian cómo construir sistemas físicos para suplementar o llevar a cabo una tareas hecha por humanos.

Los robots son máquinas programables usadas para llevar a cabo acciones de manera autónoma o semi-autónoma.

Tres características de los robots:

• Los robots interactúan con el mundo físico vía sensores y activadores.
• Los robots son programables.
• Son autónomos o semi-autónomos.

A la fecha de escribir este posts ya contamos con tele-robots, que son usados por médicos para llevar procedimientos quirúrgicos en distintas partes del planeta.

El mundo de hoy es muy diferente a hace 3.500 años cuando crearon los primeros cepillos dentales, hoy la tecnología es parte de la Odontología cotidiana.

Tipos de robots

• Robots quirúrgicos/médicos. Tales como el robot Da Vinci usado para llevar a cabo cirugías, o prótesis biónicas.
• Para investigación. Ayudan en las pesquisas en Universidades y centros de investigación.
• Robots pre-programados. Robots industriales que operan en un ambiente simple y controlado, y no necesitan de inteligencia artificial para operar. Un ejemplo muy conocido son los robots usados para ensamblar carros.
• Autónomos. Estos robots tienen la responsabilidad de detectar cambios en el ambiente y adaptarse a ellos, no necesitan que los humanos los supervisemos constantemente, se han vuelto populares como juguetes o dispositivos de limpieza en casa.
• Teleoperados. Controlados remotamente por humanos, tales como los que operan bajo el agua para reparar tuberías, los que funcionan en el espacio y por supuesto, los usados en el campo médico y odontológico.
• Robots que aumentan las capacidades. Por ejemplo, brazos prótesicos, o exo-esqueletos que aumentan el alcance y la fuerza del ser humano.
• Aeroespaciales. Como los drones de vigilancia usados en el campo militar
• De respuesta ante desastres. Tales como los que buscan sobrevivientes después de una emergencia.
• Humanoides. Diseñados para lucir como seres humanos.

Características de la robótica

• Movimiento. Hay robots de configuración cartesiana con tres ejes situados a lo largo de los ejes x, y, z; otros robots son de configuración cilíndrica cuya articulación es de tipo rotacional, produciendo rotación en torno a la base; y están los de configuración polar, con varias articulaciones, que pueden moverse en sentido rotacional, angular y lineal.
• Energía. Cada robot tiene una fuente de energía que hace posible su funcionamiento.
• Grado de libertad. El nivel de libertad del robot en cada movimiento.
• Recolección de información. A través de distintos sensores el robot recolecta la información necesaria para llevar a cabo su tarea.
• Autonomía. Es el grado de complejidad que el robot puede ejecutar gracias al uso de la inteligencia artificial.

Relación de la robótica con la Inteligencia Artificial

La róbotica y la inteligencia artificial se encuentran específicamente en los robots con inteligencia artificial, es decir, sistemas físicos capaz de analizar, aprender y tomar decisiones por si mismos.

Entre ellos está Sofía, creada por Hanson Robotic Limited, a la que escucharás razonar en el siguiente vídeo:

Sofía es la primera robot a quien se le otorga una nacionalidad, y por tanto, una identidad.

En su caso es la de Arabia Saudita.

¿Cómo beneficia la robótica al sector salud?

Te muestro al Robot Da Vinci, capaz de llevar a cabo intervenciones quirúrgicas de alta precisión, operado por un profesional, es decir, este es un ejemplo donde el robot no opera por inteligencia artificial sino que funciona como extensión de los seres humanos.

Ya es posible con el robot Da Vinci, llevar a cabo cirugías con el médico a 4 metros de distancia, el reto ahora es ejecutarlas con el profesional a 4.000 kilómetros, lo que expandirá las posibilidades de la tele-medicina

Robótica e inteligencia artificial en Odontología

A continuación te mostraré específicamente uno de los beneficios de la robótica en la Odontología te muestro a un robot que fue capaz de realizar una cirugía de implantes dentales en un hora.

Los profesionales que ves en el vídeo NO participaron en el proceso, el robot colocó los implantes dentales con un margen de error de 0.2-0.3mm, lo que alcanza un standard de precisión para el proceso.

Leyes de la robótica propuestas por la Unión Europea

A causa del rápido avance de la Inteligencia Artificial y la robótica, el Parlamento Europeo ha propuesto una serie de leyes para regular sus avances, las cuales son:

• Proteger a los humanos de los daños causados por robots.
• Respetar el derecho a rehusarse a ser cuidado por un robot.
• Proteger la libertad humana ante los robots.
• Proteger a la humanidad de las violaciones de la privacidad cometidas por un robot.
• Gestión de datos personales procesados por un robot. (Para conocer más sobre tus datos personales en salud te recomiendo leer mi post sobre el Big Data y el que dediqué a la cadena de bloques)
• Proteger a la humanidad de ser manipulada por robots.
• Evitar la disolución de vínculos sociales.
• Igualdad de acceso al progreso de la robótica.
• Restringir el acceso humano a las tecnologías de mejora.

A continuación te hablaré de unos tipos muy específicos de robots, los drones.

Drones: ¿Qué son?

Los drones son vehículos aéreos no tripulados, básicamente un dron es un robot capaz de volar controlado remotamente, o volar de manera autónoma a través de planos de vuelo controlados por sistemas de software embebidos.

Un sistema embebido es un sistema para llevar a cabo tareas específicas en tiempo real, pero sin llegar a ser una computadoras, ejemplo de estos sistemas son los incluidos en modems, neveras, microondas.

Volviendo al tema de los drones, ellos son parte de la robótica, como dije son robots, y a ellos les dedico un apartado especial en estas líneas que lees por los beneficios potenciales que traer y traerán al sector salud.

Son un sistema de transporte

Y es que piénsalo, si ya hay drones para niños ¿por qué no utilizar estos robots de manera creativa para mejorar los servicios de la salud?

Y es que los drones, aparte de robots voladores, son sistemas de transporte por vía aérea, lo que implica que al evitar los retrasos de las vías automotrices, pueden llegar más rápido a sus destino.

Lo que los hace idóneos para transportar, no solo sistemas de audio y vídeo, sino insumos y equipos médicos a lugares remotos o de difícil acceso.

Por ello, los drones son robots muy útiles para responder a emergencias médicas en tanto llegan los profesionales al paciente.

Tipos de drones

Según su diseño

• Drones de ala fija. Que asemejan a pequeños aviones, muy útiles para mapear grandes distancias, útiles para trabajos agrícolas y fotografía, con ellos NO es posible realizar vuelos estacionarios, ni despegar ni aterrizar en forma vertical.
• Drones de ala rotatoria. También conocidos como multirrotores, capaces de despegues y aterrizajes en forma vertical, se sustentan a través de las fuerzas producidas por sus hélices (semejantes a los helicópteros), su desventaja es el gran consumo de energía que requieren, por sus múltiples rotores.

Según la distancia que recorren

• Distancia muy corta. En esta categoría entran los drones para niños y muchos de los drones baratos que circulan en el mercado, vuelan una distancia de 5 kilómetros, con tiempo de vuelo entre 20 y 45 minutos.
• Drones de distancia corta. Capaces de vuelos de hasta 50 kilómetros con baterías que duran de 1 a 6 horas.
• Drones de distancia media. Recorren distancias de hasta 150 kilómetros, con tiempo de vuelo de 8 a 12 horas. A partir de estos, inician los usos militares de estos equipos.
• Los drones de larga distancia. No solamente recorren distancia mucho mayores, hasta 650 kilómetros, lo que les permite incluso viajar entre países, sino son drones de alta velocidad.
• Drones de muy larga distancia. Llegan a tener tiempos de vuelo de 36 horas, siendo capaces entonces de volar entre continentes. y pueden llegar a alturas de hasta 3.000 pies sobre el nivel del mar, en sus aplicaciones militares sirven como drones de vigilancia.

Según los equipos

• Drones con cámaras y sistemas de audio. Usados en la industria del cine y el entretenimiento ¿Quién no recuerda las excelentes tomas en las redes sociales de Red Bull?, más allá de estas primeras aplicaciones, los drones de este tipo son muy útiles para monitorear emergencias médicas, ¿cómo?, permitiendo a los profesionales evaluar el escenario de un accidente automovilístico, así como permitiendo, de manera online, a los médicos acompañar a los rescatistas de manera remota mientras llegan a la escena del siniestro.
• Drones con FPV. Drones de vista en primera persona (First Person Viewing), grabar lo que sucede viéndolo como las personas que están en el lugar, sus aplicaciones son similares a las del apartado anterior.
• Los drones con GPS. Capaces de ubicar una localización exacta y volar hasta allí, lo que para el sector salud les permite llegar directa y rápidamente al paciente o lugar de la emergencia médica.
• Drones con estabilizadores. Equipados con giroscopios para mejorar sus capacidades de vuelo ante cambios bruscos de posición.
• Drones con equipos médicos. Aquellos utilizados para asistir a médicos, paramédicos y otros profesionales de la salud, para responder en casos de emergencia y asistir a las personas incluso antes que lleguen los profesionales, como lo verás en el vídeo a continuación.

Según su uso

• Uso civil. En esta categoría entran todos los comercializados en la actualidad, y los ya nombrados drones para necesidades médicas, y también aquellos para entretenimiento, como lo son los drones para niños, hay toda una variedad de ellos, desde drones baratos, a drones muy sofisticados y mucho más costosos.
• Para uso militar. Como los drones de vigilancia o los drones de ataque.

¿Cómo funcionan los drones?

¿Cómo pueden volar los drones? Gracias a unas hélices o rotores que les dan propulsión y le dan la capacidad de mantenerse en el aire.

Son populares los cuadricópteros, aunque también hay drones, seis e incluso ocho hélices.

En el caso de los de cuatro hélices, dos rotan en un sentido y dos en sentido contrario, y cada hélice tiene su propio motor eléctrico.

Pueden operarse a control remoto, o con sistemas embebidos, no es de extrañar que dentro de poco veamos drones pilotados por su propia inteligencia artificial.

Tres beneficios de los drones para el sector salud

• Velocidad y entrega inmediata de insumos médicos. Los drones son rápidos, tanto por viajar por vía aérea, como por el hecho de que volar evita tropezarse con el tráfico y accidentes de la vía en el transporte terrestre, lo que hace que los drones inyecten rapidez a los procesos en los servicios de salud o lugares de emergencias médicas.
• Mejoran la distribución de insumos en los centros de salud. Como los drones son capaces de llevar rápidamente medicamentos desde un centro de distribución, reducen la necesidad de acumularlos en dichos servicios, lo que reduce la cantidad de medicamentos e insumos desechados por expiración en algunos centros. En otras palabras, los drones ayudarían a que los insumos estén en los hospitales y centros de salud que deben estar, reduciendo costos ya que desecharían mucho menos.
• Aceleran los estudios de laboratorio. En casos de locaciones lejanas, de estudios muy especializados o de rápida diseminación de una enfermedad (como por ejemplo en casos de epidemias) los drones ayudarían a hacer llegar muestras a los centros de bioanálisis donde están profesionales más especializados, lo que salvaría muchas vidas, al acelerar los procesos

Drones de Zipline

Un ejemplo actual del uso de los drones para optimizar el funcionamiento de hospitales y centros de salud lo tenemos en Rwanda, por un acuerdo entre la start-up Zipline y el gobierno de ese país, que solo tiene que pagar por cada entrega exitosa.

Según un reporte de El País, hacer llegar sangre, vacunas, insumos a hospitales o centros de salud en zonas alejadas en Rwanda podría tomar hasta cinco horas por vía terrestre, pero al transportarlos en drones con una capacidad de vuelo de 128 km/h, la sangre y otros insumos llegan en cuestión de 20 a 30 minutos.

De acuerdo a la fuente citada, los hospitales en Rwanda han reducido en un 95% el índice de caducidad y desperdicio de sangre, a continuación te comparto una parte de la charla de Keller Rinaudo, fundador de Zipline.

¿Ya viste el vídeo? Los drones en la salud, a pesar que hablamos de ellos aún como asunto del futuro, ya están en exitoso funcionamiento hoy en día, optimizando los servicios sanitarios.

Zipline acumula en un almacén en Rwanda sangre proveniente del centro nacional de transfusiones, previo acuerdo con el Ministerio de Salud de ese país, lo que además permite reducir contaminaciones sanguíneas.

¿Cómo funciona al sistema de drones de Zipline para entregar sangre y otros insumos?

De dos maneras: por una logística de servicios a terceros y logística de cross-docks, en una serie de pasos que cito de su propia página web.

Logística de servicios a terceros

• Recibo del producto. Zipline recibe el inventario para ellos almacenarlos en sus centros de distribución.
• Orden. Un médico, a través de un sencilla llamada, texto, whatsapp o formulario web hace la petición de la encomienda, lo que puede ser de manera inmediata o por adelantado.
• Zipline prepara el paquete. Un técnico de Zipline, o un farmaceuta, prepara al producto para su entrega, el cual mantiene y respeta la cadena de frío y protege a productos frágiles.
• Lanzamiento. El dron es lanzado desde una catapulta.
• Entrega. El dron entrega el paquete que cae en paracaídas, con una precisión de centímetros.
• Recuperación. El dron vuelve al centro de Zipline para que los técnicos lo preparen para un nuevo vuelo.

Logística de cross-docks

• El cliente prepara el paquete. Cada cliente prepara al paquete, que pueden ser desde kits de salud hasta prescripciones específicas para cada paciente. Estas ordenes pre-empacadas son enviadas a Zipline.
• Recibo. Los técnicos de Zipline reciben la orden pre-empacada, cualquier paquete que necesite respetar la cadena de frío se coloca en almacenamiento en frío mientras espera su entrega.
• Arreglar la entrega. El receptor final determina la fecha de entrega del paquete, lo cual puede ser de inmediato o cuando sea conveniente para él.
• Lanzamiento. Los técnicos de Zipline lanzan el dron para iniciar su vuelo.
• Entrega. El dron entrega el paquete a través de un paracaídas en la locación especificada.
• Recuperación. El dron vuelve al centro de Zipline y es recuperado por sus técnicos.

¿Hay usos para los drones en Odontología?

En mi investigación para la redacción de estas líneas no he encontrado usos actuales de los drones en odontología, sin embargo, estoy seguro que los tendrán, así que a continuación describo algunos escenarios para sus usos, según puedo avistar el futuro:

• Entrega de insumos más rápida a servicios odontológicos. Será mucho mejor entregar en minutos lo que mediante transporte terrestre demora horas o días, lo que garantizaría el mejor aprovisionamiento de los servicios odontológicos distantes mediante el uso de drones.
• Traslado más rápido de equipos especializados a servicios odontológicos. Lo que podría ser un electrobisturí, un equipo quirúrgico o un kit para tratar la fluorosis, los cuales quizás son procedimientos que solo en ocasiones un Odontólogo ejecuta en dicho servicio, PERO, que el poder acceder a determinados insumos cuando algún paciente lo necesita elevaría mucho la calidad de los servicios en esos centros lejanos.
• Conexión entre servicios odontológicos distantes y especialistas para exámenes específicos. Los Odontólogos sabemos que lo que no es rosado no es normal en los tejidos blandos de la boca, supongamos que un colega encuentra un segmento del tejido bucal de su paciente con ciertas anomalías, en este escenario para beneficio del propio paciente los drones podrían hacer llegar las muestras de una biopsia a centros de estudio histopatológico en las ciudades más cercanas.
• Entrega expedita de medicamentos. Es común que algunos Odontólogos acudan a zonas lejanas de cualquier ciudad a ofrecer atención a los habitantes de esas zonas. Si entre ellos hay algunos con necesidad de un tratamiento constante en el tiempo, los drones podrían entregar esos medicamentos con velocidad, evitando horas de traslado terrestres y probables demoras en el cumplimiento del consumo de dichas medicinas.

Son cuatro ejemplos que se me ocurrieron, y apuesto a que los drones aportaran mucho más a mi profesión, la Odontología.

Espero te haya sido informativo este post dedicado a la robótica en el sector salud, sobre todo en Odontología.

Escribe tus comentarios, en la sección destinada a ello, siempre respondo tan pronto me es posible.

En este mismo Blog también encontrarás sobre:

• Las aplicaciones del internet de las cosas a la Odontología.
• ¿Qué causa y cómo tratar al padecimiento del bruxismo?

Referencias

• ¿Cuántos tipos de drones existen en el mercado?. https://www.aerial-insights.co/
• Types of drones. Filmora.
• Drones de Sangre. ElPais.com

Od. Luis Marcano

Odontólogo (USM) Diplomado de Odontología Estética (UCV), con práctica clínica dedicada a las Prótesis dentales y a la Odontología Estética, en Caracas, Venezuela. Consultorio en San Román (cerca del C.C Paseo Las Mercedes), Calle Taborda, Clínica Skydent. Caracas, 1061