". Traducción al ruso por el sitio web editorial.
2.3 Medicina y robótica
2.3.1 Descripción general del alcance
Salud y robots
Como resultado de los cambios demográficos en muchos países, los sistemas de atención de salud enfrentan una presión cada vez mayor para atender a una población que envejece. A medida que aumenta la demanda de servicios, se mejoran los procedimientos, lo que conduce a mejores resultados. Al mismo tiempo, los costos de prestación de servicios médicos están aumentando, a pesar de una disminución en el número de personas empleadas en la prestación de atención médica.
El uso de la tecnología, incluida la robótica, parece ser parte de una posible solución. En este documento, el campo médico se divide en tres subcampos:
- Robots para hospitales (Robótica Clínica): Los sistemas robóticos relevantes pueden definirse como aquellos que proporcionan procesos de "cuidado" y "curación". En primer lugar, se trata de robots para diagnóstico, tratamiento, cirugía y administración de medicamentos, así como en sistemas de emergencia. Estos robots están controlados por personal del hospital o profesionales capacitados en atención al paciente.
- Robots para rehabilitación (Rehabilitación): Estos robots brindan atención posquirúrgica o postraumática en la que la interacción física directa con el sistema robótico acelerará el proceso de recuperación o reemplazará la funcionalidad perdida (por ejemplo, cuando se trata de una prótesis de pierna o brazo).
- Robótica de asistencia: Este segmento incluye otros aspectos de la robótica utilizada en la práctica médica, donde el objetivo principal de los sistemas robóticos es brindar apoyo a la persona que brinda atención o directamente al paciente, independientemente de si estamos hablando de un hospital u otro centro médico. .
Todos estos subdominios se caracterizan por requerir sistemas de seguridad que tengan en cuenta las necesidades clínicas de los pacientes. Normalmente, dichos sistemas son operados o configurados por personal hospitalario calificado.
La robótica médica es más que solo tecnología
Además del desarrollo de la tecnología robótica en sí, es importante que se introduzcan robots adecuados como parte de los procesos de tratamiento hospitalario u otros procedimientos médicos. Los requisitos para el sistema deben formarse sobre la base de las necesidades claramente identificadas del usuario y destinatario de los servicios. Al desarrollar dichos sistemas, es fundamental demostrar el valor agregado que pueden proporcionar cuando se implementan, esto es fundamental para el éxito continuo en el mercado. Lograr beneficios adicionales requiere la participación directa de profesionales médicos y pacientes en el desarrollo de esta tecnología, tanto en las etapas de diseño como de implementación del desarrollo de robots. El desarrollo de sistemas en el contexto de su futuro entorno de aplicación garantiza la participación de las partes interesadas. Una comprensión clara de la práctica médica existente, la necesidad obvia de capacitar al personal médico en el uso del sistema y el conocimiento de la diversa información que puede ser necesaria para el desarrollo son factores críticos a la hora de crear un sistema adecuado para una mayor implementación. La introducción de robots en la práctica médica requerirá la adaptación de todo el sistema de prestación de atención sanitaria. Este es un proceso delicado en el que la tecnología y las prácticas de atención médica interactúan y deberán adaptarse entre sí. Desde el momento en que comienza el desarrollo, es importante tener en cuenta este aspecto de la "interdependencia".
El desarrollo de robots con fines médicos incluye una gama muy amplia de aplicaciones potenciales diferentes. Considerémoslos a continuación, en el contexto de los tres principales segmentos de mercado identificados anteriormente.
robots para hospitales
Este segmento está representado por una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, se pueden distinguir las siguientes categorías:
Sistemas que mejoran directamente las capacidades del cirujano en términos de destreza (flexibilidad y precisión) y fuerza;
Sistemas que permiten el diagnóstico e intervención remota. Esta categoría puede incluir tanto sistemas telecontrolados, cuando el médico puede ubicarse a mayor o menor distancia del paciente, como sistemas para uso dentro del cuerpo del paciente;
Sistemas que brindan apoyo durante los procedimientos de diagnóstico;
Sistemas que brindan soporte durante los procedimientos quirúrgicos.
Además de estas aplicaciones hospitalarias, existen varias aplicaciones de apoyo hospitalario, incluidos robots para muestreo, pruebas de laboratorio de muestras de tejido y otros servicios necesarios en la práctica hospitalaria.
Robots para rehabilitación
La robótica de rehabilitación incluye dispositivos como prótesis o exoesqueletos u ortesis robóticos que brindan entrenamiento, apoyo o reemplazo para actividades perdidas o funcionalidad deteriorada del cuerpo humano y su estructura. Estos dispositivos pueden utilizarse tanto en hospitales como en la vida cotidiana de los pacientes, pero normalmente requieren una configuración inicial por parte de médicos especialistas y un seguimiento posterior de su correcto funcionamiento y de la interacción con el paciente. Se prevé que la recuperación posquirúrgica, especialmente en ortopedia, será el principal área de aplicación de estos robots.
Soporte experto y robótica asistiva
Este segmento incluye robots de asistencia destinados a su uso en hospitales o entornos domésticos que están diseñados para ayudar al personal del hospital o a los cuidadores en la realización de tareas rutinarias. Se puede notar una diferencia significativa en el diseño e implementación de sistemas robóticos asociados con el lugar y las condiciones de su uso. En el contexto del uso por parte de personal cualificado, ya sea en un hospital o en un hogar cuando se utiliza el robot para cuidar a una persona mayor, los desarrolladores pueden confiar en que el robot sea controlado por una persona cualificada. Un robot de este tipo debe cumplir los requisitos y estándares del sistema hospitalario y sanitario y disponer de los certificados correspondientes. Estos robots ayudarán al personal de las instituciones médicas pertinentes en su trabajo diario, especialmente a las enfermeras y cuidadores. Estos sistemas robóticos deberían permitir al cuidador pasar más tiempo con los pacientes, reduciendo la actividad física; por ejemplo, el robot podrá levantar al paciente para realizarle las operaciones de rutina necesarias.
2.3.2 Oportunidades ahora y en el futuro
La robótica médica es un área extremadamente desafiante de desarrollar debido a su naturaleza multidisciplinaria y la necesidad de cumplir con diversos requisitos estrictos, y también porque en muchos casos los sistemas robóticos médicos interactúan físicamente con personas que también pueden encontrarse en un estado muy vulnerable. Presentemos las principales oportunidades que existen en los segmentos de la medicina que hemos identificado.
2.3.2.1 Robots hospitalarios
Se trata de robots para cirugía, diagnóstico y terapia. El mercado de robots quirúrgicos es grande. Las capacidades de asistencia robótica se pueden utilizar en casi todas las áreas: cardiología, medicina vascular, ortopedia, oncología y neurología.
Por otro lado, existen muchos desafíos técnicos asociados con limitaciones de tamaño, limitaciones de capacidad, limitaciones ambientales y pocas tecnologías disponibles para uso inmediato en entornos hospitalarios.
Además de los problemas tecnológicos, también los hay comerciales. Por ejemplo, en relación con el hecho de que Estados Unidos está tratando de mantener una posición de monopolio en este mercado debido a su extensa propiedad intelectual. Esta situación sólo puede evitarse mediante el desarrollo de hardware, software y conceptos de gestión fundamentalmente nuevos. Estos avances también requieren un apoyo financiero sustancial para el desarrollo y los ensayos clínicos asociados, que son costosos pero necesarios. Áreas típicas donde hay oportunidades ahora:
Cirugía mínimamente invasiva (MIS)
Se pueden lograr avances aquí desarrollando sistemas que puedan extender la flexibilidad del movimiento del instrumento más allá de lo proporcionado por la anatomía de las manos del cirujano, aumentando la eficiencia o complementando los sistemas con retroalimentación (por ejemplo, permitiendo juzgar la presión) o datos adicionales para ayudar. guiar el procedimiento. La adopción exitosa en el mercado puede depender de la rentabilidad del producto, el menor tiempo de implementación y la menor capacitación adicional requerida para aprender a utilizar el sistema robótico. Cualquier sistema desarrollado debe demostrar claramente el "valor agregado" en el contexto de la cirugía. La implementación de un piloto clínico y la evaluación de dichas pruebas en las clínicas son obligatorias para que el sistema sea aceptado por la comunidad quirúrgica.
En comparación con otras formas de cirugía mínimamente invasiva, los sistemas de asistencia robótica potencialmente brindan al cirujano un mejor control de los instrumentos quirúrgicos, así como una mejor visibilidad durante la cirugía. Ya no es necesario que el cirujano esté de pie durante toda la operación, por lo que no se cansa tan rápidamente como con el abordaje tradicional. El software del robot puede filtrar casi por completo los temblores de las manos, lo que es especialmente importante para aplicaciones en cirugía que se ocupan de cirugía a microescala, como la cirugía ocular. En teoría, un robot quirúrgico podría utilizarse casi las 24 horas del día, sustituyendo a los equipos de cirujanos que trabajan con él.
La robótica puede proporcionar una recuperación rápida, una reducción de las lesiones y una disminución del impacto negativo en el tejido del paciente, así como una reducción de la dosis de radiación requerida. Los instrumentos quirúrgicos robóticos pueden liberar el cerebro del médico, acortar la curva de aprendizaje y mejorar la ergonomía del flujo de trabajo del cirujano. Los métodos terapéuticos limitados por los límites del cuerpo humano también son posibles con la transición al uso de tecnologías robóticas. Por ejemplo, una nueva generación de robots e instrumentos flexibles que permiten acceder a órganos profundamente ocultos en el cuerpo humano, permitiendo reducir el tamaño de la incisión de entrada en el cuerpo humano o conformarse con aberturas naturales en el cuerpo humano para realizar operaciones quirúrgicas.
A largo plazo, el uso de sistemas de aprendizaje en cirugía puede reducir la complejidad de la cirugía al aumentar el flujo de información útil que recibirá el cirujano durante la operación. Otros beneficios potenciales incluyen la capacidad de mejorar la capacidad de los paramédicos para realizar procedimientos clínicos de emergencia estándar utilizando robots en el campo y para realizar telecirugía en ubicaciones remotas donde solo hay un robot disponible y ningún cirujano capacitado.
Se pueden distinguir las siguientes posibilidades:
Nuevas herramientas compatibles que brindan mayor seguridad y al mismo tiempo mantienen capacidades de manejo completas, incluidas las herramientas rígidas. Mediante el uso de nuevos métodos de control o soluciones especiales (que, por ejemplo, pueden estar integradas en la herramienta o externas a ella), se puede ajustar el funcionamiento de las herramientas en tiempo real para garantizar la compatibilidad o la estabilidad, cuando eso es más importante. ;
La introducción de tecnologías de asistencia mejoradas que guían y advierten al cirujano durante la cirugía, lo que nos permite hablar de simplificar la solución de los problemas quirúrgicos y reducir el número de errores médicos. Este “apoyo a la formación” debería mejorar la “compatibilidad” entre el equipo y el cirujano, garantizando que el sistema se utilice de forma intuitiva y sin dudas.
Aplicación de niveles adecuados de autonomía del robot en la práctica quirúrgica hasta la plena autonomía de procedimientos específicos bien determinados, por ejemplo: autopsia autónoma; tomar muestras de sangre (Veebot); biopsia; Automatización de algunas acciones quirúrgicas (apretar nudos, sostener la cámara...). Una mayor autonomía tiene el potencial de mejorar la eficiencia.
- Los instrumentos quirúrgicos “inteligentes” están esencialmente controlados por los cirujanos. Estos instrumentos están en contacto directo con el tejido y mejoran el nivel de habilidad del cirujano. La miniaturización y simplificación de los instrumentos quirúrgicos en el futuro, así como la disponibilidad de procedimientos quirúrgicos dentro y fuera del "quirófano", es la vía principal para el desarrollo de este tipo de tecnologías.
Educación: Proporcionar modelos físicamente precisos, logrados mediante el uso de herramientas con retroalimentación háptica, tiene el potencial de mejorar el aprendizaje, tanto en las primeras etapas como cuando se logran habilidades de desempeño seguras. La capacidad de simular una amplia variedad de condiciones y desafíos también puede mejorar la eficacia de este tipo de formación. Actualmente, la calidad de la retroalimentación táctil aún presenta una serie de limitaciones, lo que dificulta demostrar la superioridad de este tipo de entrenamiento.
Muestras clínicas: Existen muchas aplicaciones para los sistemas de muestreo autónomos, desde sistemas para recolectar muestras de sangre y muestras de tejido para biopsia hasta técnicas de autopsia menos invasivas.
2.3.2.2 Robótica para rehabilitación y prótesis
La robótica de rehabilitación cubre una amplia gama de diferentes formas de rehabilitación y se puede dividir en subsegmentos. Europa tiene una industria bastante fuerte en este sector y la interacción activa con ella acelerará el desarrollo tecnológico.
Medios de rehabilitación
Se trata de productos que se pueden utilizar después de una lesión o después de una cirugía para entrenar y apoyar la recuperación. La función de estos productos es apoyar la recuperación y acelerarla, al mismo tiempo que protegen y apoyan al usuario. Estos sistemas pueden utilizarse en un entorno hospitalario bajo la supervisión de personal médico o actuar como un ejercicio independiente en el que el dispositivo controla o limita los movimientos, según lo que se requiera en un caso determinado. Dichos sistemas también pueden proporcionar datos valiosos sobre el proceso de recuperación y monitorear la condición de manera más directa que incluso monitorear a un paciente en un hospital.
Medios de reemplazo funcional.
El objetivo de dicho sistema robótico es reemplazar la funcionalidad perdida. Esto puede ser el resultado del envejecimiento o de una lesión traumática. Estos dispositivos están desarrollados para mejorar la movilidad y las habilidades motoras del paciente. Pueden diseñarse como prótesis, exoesqueletos o dispositivos ortopédicos.
En los sistemas de rehabilitación desarrollados, es fundamental que los fabricantes europeos existentes participen en el proceso como participantes conocidos del mercado, y que las clínicas y socios clínicos relevantes participen en el proceso de desarrollo. Actualmente Europa es líder mundial en este ámbito.
Neurorehabilitación
(COST Network TD1006, Red Europea de Robótica para Neurorrehabilitación proporciona una plataforma para compartir la estandarización de definiciones y ejemplos de desarrollos en toda Europa).
Actualmente, se utilizan pocos dispositivos robóticos para la neurorehabilitación porque aún no se han utilizado ampliamente. La robótica se utiliza para la rehabilitación post-ictus en fase post-aguda y otras patologías neuromotoras como la enfermedad de Parkinson, la esclerosis múltiple y la ataxia. Los resultados positivos del uso de robots (tan buenos o mejores que la terapia tradicional) con fines de rehabilitación están empezando a ser confirmados por los resultados de la investigación. Recientemente, los resultados positivos también han sido confirmados mediante estudios de neuroimagen. Se ha demostrado que la integración con FES ha mostrado mayores resultados positivos (tanto para el sistema muscular como para los sistemas motores periférico y central). Los ejercicios con biorretroalimentación y las interfaces de juego están empezando a verse como soluciones que pueden implementarse, pero estos sistemas aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo.
Para desarrollar sistemas viables, es necesario resolver varios problemas. Estos incluyen costos bajos de dispositivos, resultados de ensayos clínicos comprobados y un proceso de evaluación del paciente bien definido. La capacidad de los sistemas para identificar correctamente la intención del usuario y así prevenir lesiones limita actualmente la eficacia de dichos sistemas. El control y la mecatrónica integrados para satisfacer las capacidades del cuerpo humano, incluida la carga cognitiva, se encuentran en las primeras etapas de desarrollo. Se deben lograr mejoras en la confiabilidad y el tiempo de operación antes de que se puedan desarrollar sistemas comercialmente utilizables. Los objetivos de desarrollo también deben incluir un tiempo de implementación y adopción rápidos por parte de los terapeutas.
Prótesis
Se pueden lograr avances significativos en la producción de prótesis inteligentes que puedan adaptarse a los patrones de movimiento y las condiciones ambientales del usuario. La robótica tiene el potencial de combinar capacidades mejoradas de autoaprendizaje con mayor flexibilidad y control, especialmente para prótesis de extremidades superiores y prótesis de mano. Áreas particulares de investigación incluyen la capacidad de adaptarse al control personal semiautónomo, proporcionando sensibilidad artificial a través de retroalimentación, verificación mejorada, eficiencia energética mejorada, recuperación automática de energía y procesamiento de señales mioeléctricas mejorado. Las prótesis y ortesis inteligentes controladas por la actividad muscular del paciente permitirán que grandes grupos de usuarios aprovechen dichos sistemas.
Sistemas de apoyo a la movilidad
Los pacientes con capacidad física reducida, ya sea temporal o permanente, pueden beneficiarse de una mayor movilidad. Los sistemas robóticos pueden proporcionar el apoyo y el ejercicio necesarios para aumentar la movilidad. Ya existen ejemplos del desarrollo de tales sistemas, pero se encuentran en una etapa temprana de desarrollo.
En el futuro, es posible que estos sistemas puedan incluso compensar el deterioro cognitivo, evitando caídas y accidentes. Las limitaciones de dichos sistemas están relacionadas con su costo, así como con la capacidad de usar dichos sistemas durante mucho tiempo.
En varias aplicaciones de rehabilitación, es posible utilizar interfaces naturales como mioeléctricas, señales cerebrales, así como interfaces basadas en el habla y los gestos.
2.3.2.3 Robots especializados de apoyo y asistencia.
El soporte experto y la robótica de asistencia se pueden dividir en varias áreas de aplicación.
Sistemas de apoyo al cuidador: Sistemas de apoyo utilizados por los cuidadores que interactúan con los pacientes o sistemas utilizados por los pacientes. Estos pueden incluir sistemas robóticos que administran medicamentos, toman muestras o mejoran los procesos de higiene o recuperación.
Levantar y mover al paciente : Los sistemas de elevación y posicionamiento de pacientes pueden variar desde el posicionamiento preciso durante una cirugía o radioterapia hasta ayudar al personal de enfermería o a los cuidadores a levantar a una persona fuera de la cama o colocarla en ella, o en el transporte de pacientes por el hospital. Dichos sistemas pueden diseñarse para configurarse dependiendo de la condición del paciente y usarse de manera que el paciente tenga un cierto grado de control sobre su posición. Las limitaciones aquí pueden estar relacionadas con la necesidad de obtener certificaciones de seguridad y gestionar de forma segura fuerzas suficientes para mover a los pacientes de manera que se eviten posibles lesiones. Las estructuras energéticamente eficientes y los diseños que ahorran espacio serán fundamentales para las implementaciones eficientes.
Al desarrollar soluciones de robótica de asistencia, es importante cumplir con un conjunto de principios básicos. El desarrollo debe centrarse en apoyar las brechas de funcionalidad en lugar de crear condiciones específicas. Las soluciones deben ser prácticas en cuanto a su uso y proporcionar beneficios tangibles al usuario. Esto puede incluir el uso de tecnología para motivar a los pacientes a hacer todo lo posible por sí mismos manteniendo la seguridad. La implementación de tales sistemas no será viable ni tendrá demanda si no brindan la capacidad de reducir la carga de trabajo del personal, creando un argumento económico para su implementación y al mismo tiempo ser confiables y seguros de usar.
Robots de laboratorio biomédicos para la investigación médica.
Los robots ya están abriéndose paso en los laboratorios biomédicos, donde clasifican y manipulan muestras durante la investigación. Las aplicaciones para crear sistemas robóticos complejos están ampliando aún más las capacidades, como el cribado celular avanzado y manipulaciones relacionadas con la terapia celular y la clasificación selectiva de células.
2.3.2.4 Requerimientos a mediano plazo
La siguiente lista representa "puntos de crecimiento" en el campo de la robótica médica.
Exoesqueletos de torso inferior que adaptan su función al comportamiento y/o anatomía individual del paciente, optimizando el soporte en función del usuario o de las condiciones ambientales. El usuario puede adaptar los sistemas a diferentes condiciones y para realizar diferentes tareas. Áreas de aplicación: neurorehabilitación y apoyo a los trabajadores.
Los robots diseñados para la rehabilitación autónoma (por ejemplo, rehabilitación basada en el juego, rehabilitación de miembros superiores después de un accidente cerebrovascular) deben percibir las necesidades y reacciones del paciente y también adaptar la intervención terapéutica a ellas.
Los robots diseñados para respaldar la movilidad y manipulación del paciente deben admitir interfaces naturales para garantizar la seguridad y el rendimiento en entornos reales.
Robots de rehabilitación diseñados para permitir la integración de sensores y motores proporcionando comunicación bidireccional, incluida la entrada de comandos multimodo (detección mioeléctrica + inercial) y retroalimentación multimodo (electrotáctil, vibrotáctil y/o visual).
Prótesis de brazos, muñecas, manos que se adaptan automáticamente al paciente, permitiéndole controlar individualmente cualquier dedo, rotación del pulgar, DOF de la muñeca. Esto debería ir acompañado del uso de múltiples sensores y algoritmos de reconocimiento de patrones para garantizar el control natural (control de fuerza constante) a través de posibles DOF. Áreas de aplicación: restauración de la funcionalidad de la mano en amputados.
Robots de prótesis y rehabilitación equipados con sistemas de control semiautomáticos para mejorar la calidad del funcionamiento y/o reducir la carga cognitiva del usuario. Los sistemas deben permitir la percepción e interpretación del entorno hasta un cierto nivel para permitir la toma de decisiones autónoma.
Los robots de prótesis y rehabilitación son capaces de utilizar una variedad de recursos en línea (almacenamiento de información, procesamiento) mediante el uso de computación en la nube para implementar funciones avanzadas que están significativamente más allá de las capacidades de la electrónica de a bordo y/o del control directo del usuario.
Prótesis y soluciones robóticas económicas creadas mediante tecnologías aditivas o producción en masa (impresión 3D, etc.)
Terapia domiciliaria que reduce la intensidad del dolor neuropático o dolor fantasma de los miembros superiores mediante una mejor interpretación de las señales musculares mediante el uso de miembros robóticos (con menos flexibilidad que en ejemplos anteriores) y/o “realidad virtual”.
Control biomimétrico de la interacción con un robot cirujano.
Adecuadas tecnologías de actuación y detección mecánica para el desarrollo de robots miniatura flexibles con retroalimentación de fuerza, así como instrumentos para cirugía avanzada y mínimamente invasiva.
Sistemas de carga ambiental para microrobots implantables.
Obtener control biomimétrico de los procesos de rehabilitación: integración de “impulsos” volitivos durante el movimiento del sujeto, con el apoyo de FES para un mejor reaprendizaje de las habilidades motoras, al controlar el robot.
Desarrollar métodos hospitalarios aplicables para restaurar la movilidad que vayan más allá del paradigma de los mecanismos estáticos y ajustados manualmente de uso común.
En TRL bajo
Comprensión cognitiva automatizada de las tareas requeridas en un entorno continuo. Combinación física perfecta de hombre y robot para condiciones ambientales "normales" basada en una interfaz de control adicional. Adaptabilidad total al paciente sin necesidad de ajustes. Fiabilidad de la detección de intenciones.
Los microrobots capaces de funcionar de forma independiente dentro del cuerpo humano están desempeñando un papel cada vez más importante. Tengamos en cuenta que los sistemas robóticos médicos son de naturaleza médica y combinan en un solo conjunto componentes mecánicos y electrónicos que funcionan como parte de un sistema robótico inteligente. Robots para la rehabilitación de personas discapacitadas. Los robots de rehabilitación médica están diseñados principalmente para resolver dos problemas: restaurar las funciones de las extremidades perdidas y dar soporte vital a las personas discapacitadas confinadas en...
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Introducción
La última década ha estado marcada por el rápido desarrollo de altas tecnologías médicas, que han dado forma a la medicina del siglo XXI. En muchos países desarrollados se están desarrollando activamente diversos dispositivos mecatrónicos con fines médicos. Las principales direcciones de desarrollo de la mecatrónica médica son el desarrollo de sistemas para la rehabilitación de personas discapacitadas, realizando operaciones de servicio, así como para uso clínico. Las principales direcciones de desarrollo de la mecatrónica médica se presentan en la Fig. 1.
Figura 1. Principales direcciones de desarrollo de la mecatrónica médica.
Los microrobots que pueden funcionar de forma independiente dentro del cuerpo humano están desempeñando un papel cada vez más importante. Tenga en cuenta que los sistemas robóticos médicos son de naturaleza médica y combinan en un solo conjunto componentes mecánicos y electrónicos que funcionan como parte de un sistema robótico inteligente. A continuación analizamos los principales logros en el campo de la mecatrónica médica y describimos las perspectivas de su futuro desarrollo.
Robots para la rehabilitación de personas discapacitadas.
Los robots de rehabilitación médica están diseñados principalmente para resolver dos problemas: restaurar las funciones de las extremidades perdidas y proporcionar soporte vital a las personas discapacitadas que se encuentran en cama (con discapacidad visual, trastornos musculoesqueléticos y otras enfermedades graves).
La historia de las prótesis se remonta a más de un siglo, pero sólo las llamadas prótesis reforzadas están directamente relacionadas con la mecatrónica. Las prótesis automatizadas modernas no han encontrado un uso generalizado debido a imperfecciones operativas y de diseño y a la baja confiabilidad operativa. Pero ya se está haciendo mucho para mejorar sus características introduciendo nuevos materiales y elementos en su diseño, como galgas extensométricas de película para controlar la fuerza de compresión de los dedos de una mano protésica, sensores electroópticos montados en la montura de las gafas para controlar una mano protésica utilizando el ojo del paciente, etc.
En Japón se ha desarrollado un brazo mecánico cuyo órgano ejecutivo tiene seis grados de libertad y un sistema de control de prótesis. En Oxford (Gran Bretaña) se creó un sistema de control para manipuladores destinados a prótesis, cuya peculiaridad es la capacidad de realizar tareas no preprogramadas. Proporcionan procesamiento sensorial, incluido el reconocimiento de voz. Uno de los problemas es la formación de señales de control por parte del paciente sin la ayuda de las extremidades. Se sabe que hay dispositivos que ayudan a pacientes con amputaciones dobles o cuádruples o parálisis, impulsados por una señal eléctrica resultante de la contracción de los músculos de la cabeza o del torso. Se ha desarrollado un diseño de brazo mecánico con telesistema, que es controlado por sensores en la cabeza del paciente que responden al movimiento de la cabeza o de las cejas y envían señales al microprocesador que controla el cuerpo ejecutivo del manipulador.
Para solucionar los problemas de soporte vital de los pacientes inmóviles, se han creado varias versiones de sistemas robóticos. Una solución de diseño cualitativamente nueva es un manipulador de brazo antropomórfico, montado en una silla de ruedas y controlado por una computadora. Este sistema permite a un paciente con un mínimo nivel de entrenamiento controlar un brazo manipulador para satisfacer necesidades fisiológicas, utilizar el teléfono, etc.
Se conocen sistemas robóticos médicos cuyo funcionamiento se realiza a través de un puesto de control central o mediante diversos dispositivos de mando, cuya tarea se forma al paciente mediante órdenes de voz. El sistema incluye un brazo antropomórfico: un manipulador, equipo de control, un dispositivo de comando, un monitor de televisión y un carro de transporte automatizado. A petición del paciente, se encienden los dispositivos de televisión, radio e iluminación, se cambia la posición del paciente en la cama y se activa el manipulador.
Un problema importante asociado con la rehabilitación de personas discapacitadas es la creación de puestos de trabajo para ellas. En el Reino Unido se ha desarrollado un lugar de trabajo automatizado para personas discapacitadas con trastornos del sistema musculoesquelético. El robot es un sistema de manipulación que controla las órdenes de voz del operador; puede, a petición del paciente, seleccionar discos de música, libros, pasar las páginas de un libro que está leyendo, cambiar los periféricos de la computadora y marcar números de teléfono.
En EE.UU. se desarrolló una estación de trabajo automatizada con un brazo antropomórfico y un manipulador para personas discapacitadas que padecen trastornos graves del sistema musculoesquelético. Un paciente con una formación mínima puede operar un robot diseñado para comer, beber, arreglarse, cepillarse los dientes, leer, usar el teléfono y trabajar en una computadora personal. El controlador, ubicado debajo de la barbilla del paciente, se puede montar en una silla de ruedas o en la mesa de la estación de trabajo para controlar la estación de trabajo automatizada. Esto permite, en particular, utilizar un gran número de puestos de trabajo automatizados para alimentar simultáneamente a un grupo de pacientes. Estas actividades brindan a los pacientes la oportunidad de comunicarse entre sí y contribuir a su conciencia de sí mismos como miembro de pleno derecho de la sociedad.
Robots de servicio.
Los robots médicos con fines de servicio están diseñados para resolver problemas de transporte de pacientes en movimiento, diversos elementos relacionados con su cuidado y tratamiento, así como realizar las acciones necesarias para el cuidado de pacientes encamados.
La introducción de robots de este grupo en el sistema sanitario liberará al personal médico del trabajo auxiliar rutinario, dándoles la oportunidad de dedicarse a sus asuntos profesionales.
Se ha desarrollado un robot que realiza funciones que requieren un gran esfuerzo: transporte, posicionamiento de pacientes, etc. El robot es un sistema electrohidráulico con una fuente de energía autónoma. La capacidad de controlar el robot se proporciona tanto al paciente como al personal médico. Está equipado con un sistema táctil. El robot es capaz de atender a un paciente cuyo peso no supere los 80 kg.
En el Reino Unido se está desarrollando un dispositivo robótico que puede realizar operaciones para voltear a pacientes gravemente enfermos encamados con el fin de eliminar sus escaras. Como resultado, es posible eliminar desperdicios innecesarios y liberar a las enfermeras de realizar este trabajo agotador. Estos dispositivos permiten, en particular, que un trabajador sanitario lave en la bañera a pacientes gravemente enfermos sin la ayuda de otros empleados.
En Japón se ha desarrollado un modelo de robot guía móvil Meldog para ciegos, que es un pequeño carro de cuatro ruedas con tracción total, cuyo sistema de control está equipado con un sistema técnico de visión y un ordenador. La ruta de movimiento dentro de una localidad determinada se registra en la memoria de la computadora. Algunos sensores robóticos identifican intersecciones de calles basándose en la ubicación de las paredes de las casas y puntos de referencia seleccionados, mientras que otros detectan obstáculos en la carretera. A partir de las señales de los sensores, el ordenador de a bordo del robot desarrolla una estrategia para superar obstáculos. El robot guía controla el movimiento de un paciente ciego mediante elementos de comunicación ubicados en un cinturón blando adyacente al cuerpo de la persona discapacitada. Los impulsos eléctricos que genera este cinturón son órdenes para que el paciente detenga el robot o lo gire hacia la izquierda o hacia la derecha. El robot controla la velocidad de su movimiento y se detiene 1,2 m por delante del paciente ciego conducido. En el futuro, aparecerán robots móviles similares con un sistema de control mejorado basado en los principios de la lógica probabilística.
La introducción de robots móviles de transporte en la infraestructura de las instituciones médicas rusas facilitará significativamente la solución al problema de la escasez de personal médico subalterno.
Los principales tipos de trabajos de transporte que se espera que sean encomendados a los robots médicos móviles son: entrega centralizada de materiales y equipos médicos, bandejas y paletas con alimentos para pacientes, pruebas de laboratorio, medicamentos terminados, correo para pacientes, así como eliminación y transporte. de materiales y residuos de locales de oficinas.
En EE.UU. se ha desarrollado un robot móvil de transporte para hospitales. En el Hospital Danbury, este robot entrega bandejas de comida en modo de control autónomo. El hospital cuenta con 450 camas para pacientes. Cada día, el robot entrega unos 90 palés o bandejas de comida a los pacientes recién llegados.
robot medico Buen compañero equipado con un sistema técnico de visión compuesto por varias cámaras de televisión en color, localizadores acústicos y sensores NK sin contacto para detectar obstáculos en la carretera, medir la distancia hasta ellos y trazar una ruta segura. En la pared frontal del robot también hay un interruptor eléctrico de parada de emergencia (duplicado en la pared trasera), una lámpara de advertencia y señales de giro.
En la pared trasera del robot hay dispositivos para leer el mapa de la zona: un teclado, un interruptor para el tipo de trabajo, un armario para bandejas de comida y un nicho para baterías.
La estrategia para superar obstáculos se resuelve mediante un ordenador de a bordo a partir de un mapa de la zona. Los datos recibidos de los sensores de información primarios se procesan lógicamente y se muestran en un mapa del área. Los sensores escanean el área frente al robot en movimiento, de modo que si aparece un obstáculo, el robot se detiene según las señales de los sensores. Al cabo de unos minutos, el ordenador procesa los datos y confirma la presencia de un obstáculo. Si el obstáculo se mueve, el robot espera hasta que desaparezca. Si el objeto está estacionario, entonces el robot comienza a maniobrar para evitar el obstáculo lateral. Todos los procesos de maniobra se registran en la memoria de la máquina. En caso de fallo, todos los parámetros de maniobra registrados se comparan con la posición real del robot y se ajustan el programa y el sistema de control. El tiempo necesario para entrenar a un robot móvil para que se mueva de forma autónoma depende de la complejidad del recorrido, del tamaño de los pasillos y de las puertas del hospital.
Además del robot Helpmate En EE. UU. se ha desarrollado un sistema robótico hospitalario Robotek diseño simplificado y menor costo.
En Canadá se están realizando investigaciones para crear un robot médico móvil controlado de forma autónoma con altas características tácticas y técnicas. Para garantizar una alta confiabilidad funcional, el sistema de control del robot está equipado con un sistema de control de respaldo, así como un sistema de autodiagnóstico que puede detectar automáticamente fallas en el sistema de control y sus causas.
En Japón se está desarrollando un sistema robótico móvil médico, que es un carro de transporte controlado a distancia, para transportar pacientes encamados dentro de un hospital. El robot está equipado con un dispositivo para trasladar a un paciente desde una cama de hospital a un vehículo de transporte, que consta de una tabla con correas suaves de sujeción en la parte superior e inferior. Este dispositivo móvil puede moverse entre el paciente y el colchón de su cama y permite que el paciente se mueva sobre una tabla que está suspendida del robot en dos lugares permitiéndole tomar la configuración de una silla.
Según los expertos Asociación Japonesa de Robots Industriales (JIRA) ), el mercado japonés de robots móviles hospitalarios creció de 1.000 en 1995 a 3.200 en 2000.
En los últimos años, el interés por los robots hospitalarios móviles ha aumentado en varios países europeos. En Francia e Italia, varias empresas líderes en robótica y electrónica se han implicado en el desarrollo de sistemas robóticos para el transporte de alimentos, tanto en el hospital como en la oficina. Se está trabajando en la creación de robots para evacuar a los heridos de zonas de desastres naturales y provocados por el hombre.
Robots clínicos.
Los robots clínicos están diseñados para resolver tres tareas principales: diagnóstico de enfermedades, tratamiento terapéutico y quirúrgico.
Varios sistemas de diagnóstico existentes con una imagen del área en estudio en una pantalla (por ejemplo, un dispositivo tomográfico controlado por computadora) ya utilizan elementos de mecatrónica y robótica. Se espera que la aparición masiva de dispositivos médicos controlados por ordenador para diversos fines tenga un fuerte impacto en la práctica médica.
En Japón se ha patentado un micromanipulador, diseñado para la investigación médica y biológica a nivel celular, que permite medir la resistencia eléctrica de una célula, microinyectar fármacos y enzimas en la célula, cambiar el diseño de la célula y extraer su contenido.
Otro campo de aplicación de los robots es la radioterapia, donde se utilizan para reducir el nivel de riesgo de radiación para el personal médico. El uso de robots se considera más apropiado a la hora de sustituir varias fuentes radiactivas estacionarias costosas en instalaciones multihaz. El desarrollo de manipuladores para departamentos de radioterapia se encuentra en fase experimental. En la misma fase se está trabajando en la creación de un masajeador robótico.
Hay una serie de operaciones quirúrgicas complejas, cuya implementación se ve obstaculizada por la falta de cirujanos experimentados, ya que dichas operaciones requieren una alta precisión de ejecución. Por ejemplo, en microcirugía ocular existe una operación como las incisiones radiales de la córnea ( queratotomía radial ), con el que podrás corregir la distancia focal del ojo para eliminar la miopía. La profundidad ideal de la incisión en el ocular no debe exceder las 20 micras. Un cirujano experimentado puede realizar incisiones a una profundidad de 100 micrones durante esta operación. En Canadá se está desarrollando un complejo robótico médico que puede realizar incisiones de alta precisión en la córnea del ojo y proporcionar la curvatura deseada del ojo. Otro ejemplo de operaciones quirúrgicas de alta precisión es la microneurocirugía. En el Reino Unido ya se ha desarrollado un robot médico para microcirugía cerebral.
Un robot médico con manipulador Puma, creado en Estados Unidos, ha demostrado la capacidad de extraer un trozo de tejido cerebral para realizar una biopsia. Utilizando un dispositivo de escaneo especial con un sistema de visualización de información tridimensional, se determinó la ubicación y la velocidad de inserción de una broca de dos milímetros para recolectar muestras de tejido cerebral.
En Francia se está desarrollando un robot asistente médico para ayudar durante las cirugías de columna, cuando cualquier error del cirujano puede provocar una parálisis completa del paciente. En Japón, un robot médico creado demostró la posibilidad de trasplantar una córnea extraída de un donante muerto.
Las ventajas de los robots médicos incluyen su capacidad para reproducir la secuencia requerida de movimientos complejos de instrumentos ejecutivos. En el Reino Unido se ha demostrado un robot médico: un simulador para formar médicos y simular los procesos de cirugía de próstata, durante el cual se realizan una serie de incisiones complejas en varias direcciones, cuya secuencia es difícil de recordar y realizar.
En Estados Unidos se ha patentado un sistema robótico para ayudar a un cirujano a realizar operaciones óseas. Este sistema se utiliza en operaciones ortopédicas en las que es fundamental un posicionamiento preciso del instrumento con respecto a la articulación de la rodilla. El sistema robótico consta de una mesa de operaciones, un dispositivo fijo, un robot, un controlador y un supervisor. Se coloca al paciente de manera que el muslo quede inmóvil dentro del dispositivo. El otro muslo del paciente se fija a la mesa de operaciones con correas.
La base del robot está firmemente fijada a la mesa de operaciones. La herramienta está instalada en un robot cuyo manipulador puede moverse con 6 grados de libertad. El manipulador contiene un dispositivo sensor posicional para generar señales que indican la posición del manipulador con respecto al sistema de coordenadas. El robot utiliza un manipulador en serie. PUMA 200, que por su relativa sencillez se adapta fácilmente a las operaciones quirúrgicas. El controlador monitorea todos los movimientos del robot y los transmite al supervisor. Los comandos de movimiento y control de operaciones auxiliares generados por el controlador se transmiten al robot mediante señales de posicionamiento que llegan a través de cables de conexión.
Hay varias formas de controlar el movimiento del robot. Durante la fabricación, el robot está equipado con un dispositivo adicional con un programa de formación. El dispositivo de entrenamiento es un dispositivo con control semiautomático de las maniobras del robot. Las maniobras consisten en una serie de movimientos de pasos individuales. El controlador registra estos pasos para que luego el robot pueda repetirlos él mismo. Se pueden utilizar comandos de voz u otro tipo de control para controlar el robot. El robot también puede moverse pasivamente, para lo cual el manipulador proporciona control de movimiento manual.
El supervisor, al igual que el controlador, cuenta con comandos y programas de control en el lenguaje VAL 11. Cuando se trabaja con un supervisor, todos los comandos de movimiento pasan por el controlador. Se instala una pantalla especial frente a la pantalla, conocida con la marca comercial " Ventana táctil" (TSW ), que se utiliza como dispositivo para ingresar comandos durante la operación. Todos los cambios en el hueso se muestran en la pantalla del monitor. En el quirófano, esta pantalla se cubre con una película estéril, lo que permite al cirujano controlar directamente el procedimiento quirúrgico. Los programas operativos se basan en relaciones geométricas entre los parámetros de la prótesis, los parámetros de los cortes óseos y los ejes de perforación de los orificios. El robot moverá la herramienta a determinadas posiciones en los planos adecuados. El origen del sistema de coordenadas será algún punto fijo en la superficie de referencia.
En los últimos años, en el campo de la automatización de procesos quirúrgicos, se han informado intentos de crear sistemas robóticos para cirugía remota utilizando instalaciones de televisión, cuando el cirujano y el paciente están separados por grandes distancias.
Las tareas más urgentes incluyen el diagnóstico y la cirugía de enfermedades vasculares. En Japón, Italia y Rusia se está trabajando para crear microrobots móviles diseñados para destruir los depósitos ateroscleróticos en los vasos sanguíneos. Se supone que los microrobots móviles funcionarán automáticamente, moviéndose a lo largo del lecho anatómico del sistema circulatorio.
Actualmente en MSTU. NORDESTE. Bauman, se está trabajando para crear un sistema robótico que permita solucionar estos problemas. El sistema incluye un transportador arterial, un microrobot capaz de moverse a lo largo del torrente sanguíneo y equipado con un microsensor ultrasónico, así como las herramientas de trabajo necesarias. El diagrama funcional de este sistema se muestra en la Fig. 2. El cirujano operador, al recibir información sobre el estado del vaso, tiene la oportunidad, con la ayuda de un microrobot, de realizar procedimientos tanto de carácter medicinal como quirúrgico.
En Canadá se están realizando investigaciones experimentales sobre un robot teleoperador para operaciones laparoscópicas. La nueva tecnología médica se basa en el uso de una cámara en miniatura e instrumentos especiales que se insertan a través de la pared abdominal. La imagen de vídeo se transmite al monitor y el asistente coordina los movimientos del grupo operativo en una dirección determinada. La posición de la cámara de vídeo en miniatura en la cavidad abdominal se coordina mediante un manipulador controlado por el cirujano.
Figura 2. Diagrama funcional de un sistema robótico para diagnóstico y cirugía intravascular.
Tenga en cuenta que los sistemas robóticos clínicos son ergáticos, es decir. operar con la participación del operador. El alto nivel de tecnología nos permite ampliar significativamente las posibilidades de intervención quirúrgica. Un ejemplo es un sistema de manipulación controlado remotamente para cirugía cardíaca. En este último caso, el cirujano tiene la oportunidad de realizar operaciones con una resolución 2-3 veces menor que la que permite su mano cuando trabaja directamente con el instrumento. Cabe destacar que este tipo de operación sólo es posible con un nivel suficientemente alto de tecnología de la información, el uso de una interfaz activa y sistemas expertos que aseguren el diálogo entre el cirujano y el sistema robótico durante toda la operación, monitoreando sus acciones y evitando posibles errores. Además del control directo del movimiento de minimanipuladores y microrobots mediante controles manuales, el cirujano tiene la posibilidad de utilizar comandos de voz para controlar tanto la herramienta de trabajo como las herramientas de soporte de información. Así, el uso de sistemas robóticos clínicos permite no sólo abandonar en algunos casos las tecnologías médicas tradicionales, sino también facilitar significativamente las condiciones de trabajo del cirujano y del diagnosticador.
Conclusión.
De lo anterior se deduce que la mecatrónica médica se encuentra en un estado de rápido crecimiento, cuyo ritmo es mucho mayor que en los campos tradicionales de la mecatrónica. Al mismo tiempo, es necesario mencionar los factores que obstaculizan el uso de dispositivos mecatrónicos en la práctica médica, que se aplican no sólo a Rusia, sino también a todos los países desarrollados. El más importante de ellos es el factor psicológico asociado a la deshumanización de la atención médica y que se manifiesta no sólo por parte de los pacientes, sino también por parte del personal médico. Este factor provoca el rechazo a la idea de utilizar la mecatrónica para una zona tan delicada como el cuerpo humano. Para superarlo es necesario tratar la mecatrónica, ante todo, como un medio, un instrumento de práctica médica para un médico o cirujano. Es necesario prestar atención a garantizar la fiabilidad de los sistemas mecatrónicos y su seguridad para el paciente.
Otro factor limitante es la desunión y la comprensión mutua incompleta de los especialistas en el campo de la tecnología y la medicina. Esta circunstancia requiere la formación de un nuevo tipo de especialistas que no sólo posean conocimientos de ingeniería, sino que también conozcan bien las particularidades de las tecnologías médicas. Es necesario prestar atención al hecho de que en la actualidad aún no se ha desarrollado completamente una metodología biotécnica que permita un enfoque sistemático para el diseño de sistemas médicos mecatrónicos.
El problema más difícil que surge al diseñar sistemas mecatrónicos médicos es la coordinación de los elementos individuales del sistema. En este caso se pueden distinguir las siguientes condiciones de compatibilidad:
- compatibilidad biofísicacaracterísticas del objeto biológico y elementos técnicos del sistema mecatrónico;
- compatibilidad de informaciónoperador de sistemas y sistemas mecatrónicos;
- compatibilidad ergonómicasistema mecatrónico en relación tanto con el operador como con el paciente;
- compatibilidad psicológicaparte técnica del sistema con el operador y el paciente.
El cumplimiento de estas condiciones permitirá en un futuro próximo superar los factores que obstaculizan el uso generalizado de sistemas mecatrónicos en la práctica médica.
robots medicos
Rehabilitación
servicio
Clínico
Prótesis
Manipuladores
Estación de trabajo automática
Diagnóstico
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Terapia
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Evacuación de víctimas
Enfermería
Cirujano - operador
Sistema de seguridad
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Sistema de implementación
microrobot
Sensor ultrasónico
Micromotor
Instrumento quirúrgico
Vaso sanguíneo
Objeto biológico
La condición del paciente
ARMH
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En todo el mundo, la robótica médica se está desarrollando activamente en tres áreas: rehabilitación, servicio y clínica. Los robots de rehabilitación están diseñados para resolver los problemas de restauración de las funciones de las extremidades perdidas y el soporte vital de las personas con discapacidad que están postradas en cama (con discapacidad visual, trastornos musculoesqueléticos y otras enfermedades graves). Los robots médicos con fines de servicio están diseñados para resolver problemas de transporte de pacientes en movimiento, cargas diversas, así como para el cuidado de pacientes encamados. La robótica clínica proporciona la automatización total o parcial de los procesos de diagnóstico, tratamiento terapéutico y quirúrgico de diversas enfermedades.
La mayor aplicación práctica se ha encontrado en los robots quirúrgicos utilizados para realizar operaciones asistidas por robots en diversos campos de la medicina. El uso de robótica durante las operaciones reduce la dependencia del resultado de la intervención quirúrgica del factor humano y ayuda a ampliar las capacidades técnicas al realizar operaciones complejas. Con el uso de robots, los indicadores ergonómicos en el trabajo de un cirujano mejoran notablemente y aumenta la precisión y controlabilidad del impacto. En la cirugía mínimamente invasiva, los robots aumentan la manipulabilidad de un instrumento quirúrgico, permitiendo al cirujano aumentar la cantidad de espacio dentro del cuerpo del paciente. Una ventaja importante de la cirugía robótica es la capacidad de convertir operaciones tradicionales en intervenciones mínimamente invasivas.
La etapa moderna en el desarrollo de la cirugía mínimamente invasiva ha sido la introducción de robots especializados en la práctica clínica, el más famoso de los cuales es el robot Da Vinci. En muchos países se está trabajando en la creación de robótica quirúrgica especializada (EE.UU., Alemania, Japón, Corea del Sur, Francia, etc.).
En Rusia, por primera vez, tuvo la idea de la posibilidad de una intervención quirúrgica robótica en relación con los vasos sanguíneos. G.V. Savrasov y el académico A.V. Pokrovsky comenzó a ser discutido en los años 80 del siglo pasado. Este fue un período de desarrollo e introducción activa en la práctica clínica de tecnologías de angiocirugía por ultrasonido destinadas a efectos intravasculares.
La ventaja de la reconstrucción intravascular radica, por un lado, en su fisiología, ya que se restablece el curso natural del sistema circulatorio, y por otro lado, en la posibilidad de un traumatismo mínimo debido a que se restablece la permeabilidad del vaso. llevado a cabo a una distancia considerable del sitio de acceso quirúrgico. Sin embargo, la eliminación de la zona de impacto del lugar de inserción del dispositivo técnico, así como la ausencia, por regla general, de información visual directa de la zona de impacto, complica el trabajo del cirujano, haciendo que los resultados de la intervención quirúrgica sean directos. depende de las cualidades individuales del propio cirujano. Pero la influencia del factor humano es especialmente fuerte en los casos en que el principal agente físico que influye en el vaso sanguíneo no es el esfuerzo muscular del cirujano, sino una fuente de alta energía y de acción rápida, por ejemplo, el ultrasonido. Para mejorar significativamente las condiciones de trabajo del cirujano y al mismo tiempo aumentar la eficiencia y la calidad de las operaciones que realiza, es necesario cambiar fundamentalmente la técnica de las operaciones quirúrgicas utilizando la mecatrónica y la robótica.
- sistemas microrobóticos móviles, capaz de moverse a través de órganos tubulares en modo automático y semiautomático, realizar diagnósticos e influir en los patológicos;
- manipuladores robóticos para realizar una amplia gama de intervenciones quirúrgicas en diversos campos de la medicina.
Puedes ver el problema con más detalle en el vídeo:
convencional
V.O. CHERCHENKO,
Investigador, Institución Presupuestaria del Estado Federal "Dirección de Progreso Científico y Técnico", Moscú, Rusia, [correo electrónico protegido]
S.A. SHEPTUNOV,
Doctor en Ciencias Técnicas, Director de IKTI RAS, Moscú, Rusia, [correo electrónico protegido]
CIRUGÍA ASISTIDA POR ROBOT Y EXOESQUELETOS DE ROBOT PARA LA REHABILITACIÓN DE PERSONAS CON TRASTORNOS MUSCULOSQUETALES: LÍDERES TECNOLÓGICOS MUNDIALES Y PERSPECTIVAS PARA RUSIA
Cherchenko O.V., Sheptunov S.A. Cirugía asistida por robot y exoesqueletos robóticos para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos: líderes tecnológicos mundiales y perspectivas para Rusia (Institución Presupuestaria del Estado Federal “Dirección de Progreso Científico y Técnico”, Moscú, Rusia; IKTI RAS, Moscú, Rusia)
Anotación. Se presentan los resultados de un análisis de la actividad de publicaciones y patentes en las dos áreas de desarrollo más activo de la industria de la robótica médica: exoesqueletos robóticos para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas y cirugía asistida por robots. Se ha revelado una discrepancia en la estructura de los flujos de publicaciones y patentes a nivel mundial y nacional. Se observan las deficiencias de los avances extranjeros en el campo de la cirugía asistida por robots, que crean las condiciones previas para promover los avances de los ingenieros nacionales que sustituyan las importaciones.
Palabras clave: cirugía asistida por robot, exoesqueletos para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos, líderes tecnológicos, competitividad, análisis cienciométrico, análisis de patentes.
© O.V. Cherchenko,
S.A. Sheptunov, 2015
Los robots médicos pueden definirse como dispositivos electrónico-mecánicos que realizan total o parcialmente las funciones de una persona o de sus órganos y sistemas individuales para resolver diversos problemas médicos. En 1998, Joseph Endelberger, un ingeniero y empresario estadounidense que creó la primera empresa privada del mundo para la producción de máquinas programables y recibió por ello el título de "padre de la robótica", al presentar el asistente robótico HelpMate Trackless Robotic Courier, dijo que los hospitales es el entorno ideal para el uso de robots.
Es probable que los robots creen nuevo valor añadido en la atención sanitaria:
1. reducir los costos laborales al realizar ciertas operaciones no por humanos, sino por medios robóticos;
2. beneficios sociales y económicos al aumentar la independencia y la actividad social de las personas que necesitan atención especializada;
3. aumentar la calidad de la atención brindada por los sistemas robóticos (los robots pueden realizar manipulaciones más sutiles y acciones repetitivas con mayor grado de precisión que los humanos);
4. realizar operaciones que una persona no puede realizar, incluida la cirugía, debido a limitaciones de tamaño o falta de
convencional
2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025
Previsión agregada
Tasa de crecimiento del mercado
Arroz. 1. Previsión del mercado mundial de sistemas quirúrgicos robóticos (excluidos los sistemas de radiocirugía) (Fuente: Wintergreen Research, BCC Research, Global Data)
la necesidad de una mayor precisión de las operaciones realizadas.
Los dispositivos médicos representan la mayor parte del mercado de robots de servicios profesionales en términos de valor. Este segmento incluye sistemas quirúrgicos robóticos, dispositivos de radioterapia y dispositivos para la rehabilitación de pacientes. Según un estudio analítico de RVC, las ventas de estos dispositivos ascendieron a 1,45 mil millones de dólares, es decir, el 41% del costo de todos los robots profesionales vendidos en 2013, excluidos los sistemas militares.
Según diversas previsiones, el volumen del mercado mundial de sistemas robóticos médicos para 2018 se estima en el rango de 13.600 a 18.000 millones de dólares, y para 2020 probablemente alcance más de 20.000 millones de dólares con una tasa de crecimiento anual de 12.000 a 12.000 millones de dólares. 12,6%.
Se espera que los robots quirúrgicos representen la mayor parte de los ingresos.
Según el pronóstico combinado de Winter-green Research, BCC Research, Global Data, el tamaño estimado del mercado de sistemas quirúrgicos robóticos (excluidos componentes y consumibles,
excluida la radiocirugía) en 2025 ascenderá a 6.600 millones de dólares estadounidenses (Fig. 1).
Un sector aparte en el mercado general de equipos médicos será el mercado de exoesqueletos, que se espera que crezca aún más. Según el estudio “Robots de rehabilitación: el mercado de valores,
estrategias y previsiones en todo el mundo de 2015 a 2021" de Wintergreen Research, publicado en Research and Markets, el tamaño del mercado de robots y mecanismos de rehabilitación médica en 2014 fue de 203,3 millones de dólares y se prevé que alcance una ganancia de 1.100 millones de dólares en 2021.
El objetivo de este estudio fue determinar, a partir de datos de análisis cienciométricos y de patentes multicriterio, las principales tendencias en el desarrollo científico y tecnológico de la robótica médica en el mundo, así como evaluar la competitividad de los avances científicos y tecnológicos y La posición de Rusia en este mercado tecnológico en el ejemplo de las dos áreas de la industria en desarrollo más activo:
Exoesqueletos robóticos para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos;
Cirugía asistida por robot.
convencional
N CO O" O CNCOtJ-LO"ONCOOsO-- sschso-^yu OO-OOOOOOOOOOOOOO-- I- I- I- I- I- OsOvOsOOOOOOOOOOOOOOOO |- |- |- CNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCNCN
Arroz. 2. Dinámica de la actividad editorial en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos”
(según Web of Science Core Collection al 25 de marzo de 2015)
Se llevó a cabo un análisis del nivel actual y las tendencias en el desarrollo de la actividad investigadora en áreas seleccionadas del mundo y de Rusia utilizando una de las fuentes más autorizadas de información analítica sobre investigaciones científicas clave en el mundo: el índice internacional de citas Web de Colección básica de ciencias.
Para determinar el potencial de industrialización de las áreas en estudio y la competitividad de los avances tecnológicos rusos, este estudio utilizó la metodología del autor de análisis de patentes multicriterio del grupo de trabajo dirigido por N.G. Kurakova, que incluye una evaluación de la dinámica de la actividad de patentes en el mundo por dirección, una evaluación de la distribución de los documentos de patentes según su estado, una evaluación de la proporción de solicitudes de invenciones en comparación con la proporción de patentes emitidas y otros indicadores. El análisis de patentes se realizó utilizando las bases de datos de patentes de Orbit y Thomson Innovation.
Se realizaron análisis cienciométricos y de patentes para el período de 1995 a 2015.
Tecnologías para crear un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos
Un exoesqueleto es un marco externo que facilita que una persona realice funciones musculoesqueléticas. En medicina, este es el nombre de los dispositivos que pueden ser utilizados por personas con movilidad limitada para proporcionar movimiento a través de apoyo, así como para el entrenamiento regular destinado a restaurar la movilidad perdida.
Según el índice internacional Web of Science Core Collection, el volumen de publicaciones en esta área científica está creciendo exponencialmente (Fig. 2).
Los principales países del mundo por número de artículos son Estados Unidos, China e Italia. Rusia representa sólo el 0,1% del flujo mundial de publicaciones.
Existe un crecimiento exponencial de la actividad de patentes en el área objeto de estudio en el mundo. Esto se evidencia en nuestro análisis, realizado utilizando dos bases de datos de patentes: Orbit (Fig. 3) y Thomson Innovation (Fig. 4).
Cabe destacar el aumento en el número de solicitudes de invenciones, cuyo número supera el de patentes válidas, lo que es señal de un gran potencial para el desarrollo de un área tecnológica (Fig. 5).
Los impulsores de esta dirección son los EE. UU., China y la República de Corea; es entre estos países donde probablemente se desarrollará la lucha por los futuros nichos de mercado creados por dispositivos con fines tan funcionales. Los datos de la base de datos Orbit (Fig. 6) y Thomson Innovation (Fig. 7) visualizan el liderazgo tecnológico de estos tres países en la proyección del análisis de patentes.
Rusia ocupa el puesto 11 en cuanto al número de patentes recibidas por residentes del país, pero la proporción de patentes nacionales es sólo el 1% del total mundial en esta área (Fig. 6).
El análisis de la distribución de patentes por año permitió registrar el cambio de líder tecnológico mundial. Como se desprende de los datos,
ECONOMÍA DE LA CIENCIA 5015, Vol. 1, No. 2
convencional
Años de publicación
"OG^OOO"O" - C4CJ^fl"ONffl>0 - CN S"E Yu
O"O"O"O^OOOOOOOOOOOO--
O"O"O"OvOOOOOOOOOOOOOOOOOO
-->---CNCN(N Arroz. 3. Dinámica de la actividad de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” (según datos de Orbit al 25 de marzo de 2015) Arroz. 4. Dinámica de la actividad de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) Arroz. 5. Distribución de documentos de patente por situación jurídica en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” (según datos de Orbit al 25 de marzo de 2015) ECONOMÍA DE LA CIENCIA 201 5, Vol. 1, No. 2 convencional Países prioritarios Arroz. 6. Distribución de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” por países prioritarios (según datos de Orbit al 25 de marzo de 2015) Arroz. 7. Distribución de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” por países prioritarios (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) presentado en la Fig. 8, en el desarrollo de tecnologías para la creación de un robot exoesqueleto, desde 1996, han participado desarrolladores de muchos países, contribuyendo proporcionalmente a su industrialización. Sin embargo, según Thomson Innovation, en 2012 China ocupa el primer lugar en el número total de patentes recibidas por los residentes del país. La actividad de patentamiento de tecnologías coreanas también ha crecido rápidamente desde 2005 (Fig. 8). Los datos del análisis de patentes obtenidos utilizando la base de datos Orbit nos permiten observar el mismo patrón en el cambio de líder tecnológico: hasta 2006, varios industriales participaron en el desarrollo de tecnologías para crear un robot exoesqueleto. En los países desarrollados destaca especialmente la actividad investigadora e inventiva de Estados Unidos. Sin embargo, desde 2006, China comienza a aumentar su actividad en el patentamiento de soluciones técnicas nacionales y se convierte en el líder tecnológico mundial evidente en 2012. La República de Corea también ha demostrado un aumento en la actividad de patentes desde 2007. Desafortunadamente, la base científica y tecnológica de Rusia durante 2007-2013. no están reflejados ni protegidos por un número significativo de patentes (Fig. 9). Entre las patentes rusas sobre tecnologías para crear un robot exoesqueleto, el 65% fueron otorgadas a residentes del país, más de un tercio de las patentes rusas fueron recibidas por no residentes (Fig. 10). ECONOMÍA DE LA CIENCIA 5015, Vol. 1, No. 2 convencional Arroz. 8. Dinámica de la actividad de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” en diferentes países por prioridad (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) Arroz. 9. Dinámica de la actividad de patentes en el área de “tecnología para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas” en diferentes países por prioridad (según datos de Orbit al 25 de marzo de 2015) Arroz. 10. Dinámica de la actividad de patentes de los residentes de la Federación de Rusia en la dirección de "tecnología para crear un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas" (según datos de Orbit al 25 de marzo de 2015) ECONOMÍA DE LA CIENCIA 201 5, Vol. 1, No. 2 convencional tabla 1 Los 10 principales titulares de patentes del mundo en el campo de “tecnologías para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos” Titulares de patentes Número de patentes UNIVERSIDAD DE ZHEJIANG 40 UNIVERSIDAD JIAO TONG DE SHANGHAI 25 UNIVERSIDAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA DE CHINA 18 INSTITUTO DE TECNOLOGÍA DE HARBIN 17 UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA 14 FUNDACIÓN DE COOPERACIÓN INDUSTRIA-UNIVERSIDAD DE LA UNIVERSIDAD SOGANG 12 UNIVERSIDAD JIAOTONG DEL SUDOESTE 11 UNIVERSIDAD DE TECNOLOGÍA DE PEKÍN 10 UNIVERSIDAD DE SHANGHAI PARA CIENCIA Y TECNOLOGÍA 9 Fuente: según base de datos Orbit al 25 de marzo de 2015. En mesa 1 presenta a los 10 principales titulares de patentes del mundo con las mayores carteras de patentes en este campo. La mayoría de las patentes con prioridad rusa pertenecen a la Universidad Estatal de Moscú que lleva el nombre de M.V. Lomonósov (45%). Tecnologías de cirugía asistida por robot La cirugía asistida por robot es el último logro en tecnología laparoscópica y cirugía mínimamente invasiva, lo que implica un trauma quirúrgico mínimo y una reducción del dolor para el paciente. Hay una serie de ventajas de la cirugía asistida por robot que sugieren que la adopción generalizada de la tecnología llevaría la cirugía en su conjunto a un nuevo nivel: Un cambio fundamental en el trabajo de un cirujano con la provisión de una amplia gama de oportunidades; Visualización 3D mejorada de estructuras anatómicas, especialmente haces neurovasculares; Garantizar que los jóvenes especialistas realicen operaciones de alta calidad después de completar un curso de formación especializado; Realizar operaciones de alta calidad en aquellas áreas anatómicas donde antes era imposible realizar intervenciones mínimamente invasivas; Ausencia de temblor, escisión cuidadosa y “suave” del tejido; Mínima tracción y desplazamiento de órganos vecinos. La actividad de publicaciones en el campo de la cirugía asistida por robot, según la Web of Science Core Collection, ha ido creciendo de manera constante durante los últimos veinte años (Fig. 11). Los líderes en publicaciones son Estados Unidos, Alemania y Japón, la proporción de publicaciones rusas es el 0,1% del flujo mundial (lugar 41 en el mundo). La actividad de patentamiento de soluciones tecnológicas en el área de estudio también está creciendo exponencialmente, según la base de datos Orbit (Fig. 12) y la base de datos Thomson Innovation (Fig. 13). El número de patentes concedidas anualmente desde 2009 asciende a doscientas. ECONOMÍA DE LA CIENCIA 5015, Vol. 1, No. 2 convencional 400 -350 -300 -250 -200 - "ONCOO^O"-CNn"fin"ONCOO"O^Wn^iO O"OO-OOOOOOOOOOOO-- O"O"OCNOOOOOOOOOOOOOOOOO CNCNCNCNCNCNCNCMCNCNCNCNCNCNCNC Arroz. 11. Dinámica de la actividad editorial en el área de “tecnología de cirugía asistida por robot” (según Web of Science Core Collection al 24 de marzo de 2015) nami, y el número de solicitudes de patente presentadas está creciendo exponencialmente (Fig. 14). Los líderes tecnológicos en esta área incluyen a los EE. UU., la República de Corea y China; esto se evidencia en los datos de la base de datos Orbit (Fig. 15) y en los datos del análisis de patentes realizados utilizando la base de datos Thomson Innovation (Fig. 16). Estados Unidos figura como país prioritario en la mitad de los documentos de patente emitidos en este ámbito. La proporción de patentes recibidas por residentes rusos es sólo el 1,91% del número mundial de documentos de patente. Según este indicador, la Federación de Rusia ocupa el octavo lugar, pero en este indicador está 6,7 veces por detrás de China, que ocupa la tercera posición en el ranking de cartera de patentes (Fig. 15). Arroz. 12. Dinámica de la actividad de patentes en el campo de la “tecnología de cirugía asistida por robot” (según datos de Orbit al 24 de marzo de 2015) Arroz. 13. Dinámica de la actividad de patentes en el área de la “tecnología de cirugía robótica” (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) ECONOMÍA DE LA CIENCIA 201 5, Vol. 1, No. 2 convencional ■ Inactivo ■ Aplicaciones ■ Activo US WO KR CN DE EP JP RU GB FR CA IT ES AU UA Países prioritarios Figura 14. Distribución de documentos de patente por estatus legal en el área de “tecnología de cirugía asistida por robot” (según datos de Orbit al 24 de marzo de 2015) Arroz. 15. Distribución de patentes en el área de “tecnología de cirugía asistida por robot” por país prioritario (según datos de Orbit al 24 de marzo de 2015) Arroz. 16. Distribución de patentes en el área de “tecnología de cirugía asistida por robot” por país prioritario (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) ECONOMÍA DE LA CIENCIA 5015, Vol. 1, No. 2 convencional Arroz. 17. Dinámica de la actividad de patentes en el área de “tecnología de cirugía asistida por robot” en diferentes países por prioridad (según Thomson Innovation al 13 de abril de 2015) Arroz. 18. Dinámica de la actividad de patentes en el campo de la “tecnología de cirugía asistida por robot” en diferentes países por prioridad (según datos de Orbit al 24 de marzo de 2015) RU WO US EP CA IT ES KR DE FR Países prioritarios Arroz. 19. Dinámica de la actividad de patentes de los residentes de la Federación de Rusia en el campo de la "tecnología de cirugía asistida por robot" (según datos de Orbit al 24 de marzo de 2015) ECONOMÍA DE LA CIENCIA 201 5, Vol. 1, No. 2 convencional Tabla 2 Los 10 principales titulares de patentes del mundo en el campo de la tecnología de cirugía asistida por robot Cantidad patentes QUIRÚRGICO INTUITIVO 246 ETHICON ENDOCIRUGÍA 45 ELECTRÓNICA SAMSUNG 39 HANSEN MÉDICO 39 UNIVERSIDAD JOHNS HOPKINS 30 DEUTSCH ZENTR LUFT & RAUMFAHRT 25 UNIVERSIDAD DE TIANJIN 24 OPERACIONES QUIRÚRGICAS INTUITIVAS 23 Fuente: (según datos de Orbit al 24 de febrero de 2015) Según la base de datos Thomson Innovation, Estados Unidos ha mantenido el liderazgo como país prioritario desde 1995 hasta la actualidad. En la República de Corea, las primeras patentes las recibieron los residentes en 2006 y los residentes de China en 2003, pero hoy ambos países participan activamente en la lucha por los mercados de dispositivos de cirugía asistida por robot (Fig. 17). La base de datos Orbit visualiza la misma tendencia. Los investigadores estadounidenses han demostrado una actividad consistentemente alta en materia de patentes en esta área durante todo el período de observación de veinte años, y desde 2006, China y la República de Corea han entrado en la competencia por el liderazgo. Lamentablemente, Rusia es el país prioritario para las patentes individuales en el período de 2002 a 2013. (Figura 18). En total, se han concedido 64 patentes rusas para soluciones en el campo de las tecnologías de cirugía asistida por robot, de las cuales 40 pertenecen a solicitantes rusos. La distribución de las patentes rusas por país prioritario (Fig. 19) muestra que los no residentes representan el 37,5% de las patentes concedidas en la Federación de Rusia, la mayoría de las cuales fueron concedidas a empresas estadounidenses. En mesa 2 presenta a los 10 principales titulares de patentes del mundo en el campo de la cirugía asistida por robot. El líder absoluto entre ellos es Intuitive Surgical (EE. UU.), que se convirtió en el desarrollador del sistema. "Da Vinci" La cartera de patentes de la empresa complicó enormemente el desarrollo del mercado de la cirugía asistida por robot, ya que cubría las soluciones y elementos de diseño fundamentales del robot quirúrgico. Pero, como puede verse en los ejemplos de China y la República de Corea, todavía se pueden encontrar nuevas soluciones tecnológicas en condiciones de desarrollo activo de tecnología con un monopolista evidente. Ethicon Endo Surgery, que ocupa la tercera posición en el ranking, ha recibido 4 patentes rusas. Los titulares de patentes rusas en el ámbito de las “tecnologías de cirugía asistida por robot” están representados por empresas y universidades, cada una con 1 o 2 patentes. Conclusión Los datos presentados no nos permiten caracterizar como competitivo el progreso científico y tecnológico de la Federación de Rusia en el campo de los exoesqueletos robóticos para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas y la cirugía asistida por robot. Lamentablemente, no fue posible encontrar patentes de empresas tecnológicas nacionales, lo que indica la disposición de estas últimas a ofrecer productos en serie no sólo al mercado mundial sino también al nacional. ECONOMÍA DE LA CIENCIA 5015, Vol. 1, No. 2 convencional Mientras tanto, la tasa de crecimiento de los mercados globales de cirujanos robóticos y exoesqueletos robóticos para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos nos permite caracterizarlos como nuevos y en crecimiento dinámico. Por lo tanto, los desarrolladores rusos tienen todas las posibilidades de ocupar nichos de mercado. La necesidad de nuevos desarrollos rusos en cirugía robótica también se debe a una serie de deficiencias del sistema Da Vinci utilizado en el mundo: El cirujano carece de sensaciones táctiles; Gran peso y tamaño del sistema; Largo período de preparación para la cirugía; Falta de sistema de seguimiento hasta el objetivo (sitio de patología); Pequeño ángulo de visión (falta de visión periférica) para el operador de la consola del cirujano; Usar un mecanismo para realizar diferentes movimientos; Instalación a largo plazo de trocares en comparación con las operaciones laparoscópicas estándar; Falta de contacto con el paciente; Falta de visión 3D para un médico que asiste directamente al lado del paciente. Además de las áreas de desarrollo tecnológico de estos sistemas antes mencionadas, cabe destacar las características de coste del sistema Da Vinci y de los instrumentos y accesorios individuales (el coste medio de un complejo es de 3 millones de euros). La formación de personal para trabajar con el sistema sólo es posible en el extranjero. Un gran problema es el soporte técnico y el mantenimiento del sistema en Rusia. Todas las deficiencias señaladas crean excelentes condiciones previas para promover los desarrollos de los ingenieros nacionales que sustituyan las importaciones, lo que significa que la inclusión de tecnologías para la creación de un robot exoesqueleto para la rehabilitación de personas con funciones musculoesqueléticas deterioradas y la cirugía asistida por robot entre las prioridades de la investigación científica. y el desarrollo tecnológico de Rusia está plenamente justificado. LITERATURA 1. Kraevsky S.V., Rogatkin D.A. Robótica médica: los primeros pasos de los robots médicos // Tecnologías de los sistemas vivos. 2010. - T.7. - No. 4. - pág. 3-14. 2. Informe analítico de expertos "El potencial de las innovaciones rusas en el mercado de los sistemas de automatización y robótica". 2014. El informe fue elaborado por Larza LLC a solicitud de RVC OJSC. Http://www.rusventure.ru/ru/programm/analy-tics/docs/Otchet_robot-FINAL%>20291014.pdf. 3. Investigación de Mercado de Transparencia. 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(2014) Modelo de ciencia de “acción directa” en la Federación de Rusia: metodología y organización // Editorial “Delo” RANEPA. - 160 p. Cherchenko O.V., Sheptunov S.A. Cirugía asistida por robot y exoesqueletos robóticos para rehabilitación: líderes tecnológicos mundiales y perspectivas de Rusia (Dirección de Programas Científicos y Técnicos Estatales, Moscú, Rusia; Instituto de Diseño-Informática Tecnológica Academia de Ciencias de Rusia, Moscú, Rusia) Resumen. Se analizó la actividad de publicaciones y patentes en dos áreas en desarrollo activo en el campo de la robótica médica: los robots-exoesqueletos para la rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos y la cirugía asistida por robots. Se identificó una discrepancia en la estructura de los flujos de publicaciones y patentes a nivel mundial y nacional. Se revelaron desventajas de las innovaciones extranjeras en el ámbito de la cirugía asistida por robots, que crean condiciones previas para promover las innovaciones de los ingenieros nacionales que sustituyen las importaciones. Palabras clave: cirugía asistida por robot, robots-exoesqueletos para rehabilitación de personas con trastornos musculoesqueléticos, líderes tecnológicos, capacidad competitiva, análisis cienciométrico, análisis de patentes. nuevo documento regulatorio PLANES DE INVESTIGACIÓN RAS AHORA APROBADOS POR FANO Decreto del Gobierno de la Federación de Rusia de 29 de mayo de 2015 No. 522 “Sobre algunas cuestiones de las actividades de la Agencia Federal de Organizaciones Científicas y la Institución Presupuestaria del Estado Federal “Academia de Ciencias de Rusia” De acuerdo con las nuevas reglas para coordinar las actividades de FANO y la RAS, esta última debe coordinar con los planes de investigación de FANO desarrollados por organizaciones científicas en el marco del Programa de Investigación Científica Básica de las Academias Estatales de Ciencias para 2013-2020. FANO aprueba, de acuerdo con la RAS, programas para el desarrollo de organizaciones científicas, así como asignaciones estatales para la realización de investigaciones científicas fundamentales y exploratorias de organizaciones subordinadas a la agencia. Si surgen desacuerdos irresolubles entre la agencia y la RAS, el trabajo para superarlos se transfiere al Vicepresidente del Gobierno, quien coordina el trabajo de los órganos ejecutivos federales en cuestiones de política estatal en el campo de la ciencia. 130 _____________________________________ ECONOMÍA DE LA CIENCIA 2015, Vol. 1, No. 2
