Mantenimiento e Higiene para Robótica Médica

Los robots overlords no serán parte de nuestro mundo en ningún tiempo cercano, independientemente de lo Hollywood sugiera. Las nanomáquinas autónomas tampoco son algo que esté ocurriendo. Aún.

Sin embargo, la robótica a la que realmente nos referimos es a máquinas semiautónomas impulsadas por IA en lugar de servidores Android de capacidad general, la cual está lista para servir. El sector médico es uno en el que la robótica está avanzando a través de una sorprendente gama de capacidades y funciones de tratamiento/diagnóstico de pacientes. Desde el trabajo de corte hasta el control del paciente, y desde la desinfección hasta la cirugía.

Los robots en el campo de la medicina están transformando la forma en que se administra el tratamiento. Ahora se dedican a la entrega/reposición de suministros y desinfección, están entrando en tareas de diagnóstico y, por supuesto, han dado más que pasos tentativos en la cirugía de pacientes vivos. Estos usos mejorados de la robótica aumentan la capacidad de los proveedores de cuidado para extender su atención directamente y cuidar a sus pacientes.

En el mundo real, la intervención con pacientes y práctica de la medicina depende en gran medida de las habilidades de las personas, el cuidado humano y destreza manual. Pero en los márgenes, en tareas más simples y repetitivas, abundan las oportunidades para la asistencia robótica.

También es importante tener en cuenta que los robots ahorran dinero. Potencialmente MUCHO dinero. La mayoría de los presupuestos de los sistemas de atención médica están ajustados y el personal representa la mayor parte de sus costos. Los robots no requieren descanso, tienen costos de mantenimiento más bajos y esencialmente no requieren pago. Eso es atractivo para cualquier sistema de salud que deba tomar decisiones difíciles con presupuestos limitados.

Aunque muchos campos de la medicina se benefician, o se beneficiarán, de lo que estamos definiendo vagamente como robótica, persisten dos cuestiones problemáticas en la automatización del contacto físico con el paciente, particularmente en el sector quirúrgico:

• Confiabilidad
• Higiene

Casi nada es más importante en la práctica de la medicina que las manos limpias, instrumentos limpios y espacios limpios, todo funcionando con precisión. Los tejidos son fáciles de dañar, las infecciones son fáciles de transmitir y cada vez más difíciles de combatir a medida que crece la resistencia a los antibióticos. La higiene es fundamental para el propósito central de la atención médica.  

Clasificaciones y Desafíos del Mantenimiento de Los Robots Médicos

Los robots de aplicaciones médicas se dividen en categorías amplias que tienen problemas y desafíos de mantenimiento/higiene muy divergentes. Aunque el mantenimiento es crítico para todos, la escala del mantenimiento depende de la complejidad de los dispositivos.

Remolcadores, Drones, Skutters, Gofers

La forma más básica de automatización empleada en hospitales y otras instalaciones médicas puede considerarse en términos generales como gofers. Buscan las cosas que se necesitan, liberando personal humano para realizar tareas más humanas y desafiantes.

Piense en ellos como robots de restaurantes, sin capacidad de cargar o descargar, pero capaces de navegar en espacios complejos y variados con obstáculos en movimiento, potencialmente operando ascensores y abriendo puertas.

Este tipo de dispositivo se ha vuelto mundano, como lo demuestra su uso en el servicio de mesas. Pero, en realidad, son máquinas complejas desarrolladas para resolver problemas de navegación intrincados y variables sin molestar y operando de manera segura alrededor de personas impredecibles.

Surgen varios desafíos de mantenimiento a medida que estos dispositivos ingresan al campo médico. Es posible que estén viajando entre espacios públicos y de mayor higiene. Tienen contacto con los pisos, pueden recoger desechos y contaminantes, se tocan durante la carga y descarga (y en puntos intermedios) y pueden contaminarse con los materiales que transportan: ropa de cama, desechos orgánicos, alimentos y más.

A falta de roturas directas, este tipo de dispositivo debería presentar dificultades de mantenimiento limitadas, aparte de la higiene. Requerirán un lavado manual o potencialmente automatizado, con una frecuencia y profundidad de esterilización que esté relacionada con los riesgos que puedan presentar. Y, por supuesto, esto es tanto una cuestión de diseño como operativa. Los dispositivos deben desarrollarse teniendo en cuenta su uso a largo plazo y su limpieza, e idealmente deberían integrar cierta conciencia de sí mismos en cuanto a los problemas de contaminación para que puedan operar de manera más independiente, buscando ayuda cuando la necesiten.

Robots de Esterilización Espacial

Esta es un área de penetración de la tecnología en el cuidado de la salud que se está moviendo más rápido que la mayoría, porque asume las tareas desagradables, pero al mismo tiempo crítica de llevar los espacios de consulta, tratamiento y cirugía a los más altos niveles de higiene.

Los datos de los CDC para los EE. UU. muestran que el 4% de los pacientes contraen infecciones hospitalarias, como MRSA y Clostridium Difficile, y alrededor del 0.9 % de los infectados morirán como consecuencia.

Los esterilizadores robóticos elevan el nivel de higiene; donde las personas son menos metódicas, un robot simplemente seguirá las instrucciones con tanta precisión como el entorno y su programación adaptable lo permitan, lo que dará como resultado una desinfección rápida y efectiva de cualquier centro de atención médica. La mayoría de los sistemas en el mercado utilizan UV para la desinfección, lo que sería un peligro para un operador humano. El uso de estos sistemas generalmente da como resultado reducciones de más del 70% en las infecciones adquiridas en hospitales, lo que representa un gran retorno de la inversión.

Estos dispositivos necesitan una rutina de mantenimiento y esterilización similar a la de los gofers, aunque no llevan contaminantes ni alimentos y, al transitar por menos espacios públicos, encontrarán menos oportunidades de ensuciarse.

Son máquinas complejas por naturaleza: no solo se transportan a sí mismas y gestionan sus interacciones espaciales, sino que también deben llegar más alto, aumentando la gama de funciones de la máquina que deben funcionar perfectamente para que sirvan de manera efectiva. Las buenas rutinas de mantenimiento y limpieza son imprescindibles.

Auxiliares de Enfermería RIBA y Robear

Uno de los desencadenantes más comunes de ausentismo para el personal de enfermería de la sala general es la lesión de la columna. Esto resulta de la necesidad de mover a los pacientes inconscientes o con movilidad restringida todo el día, todos los días. Aquí es donde se utilizan cada vez más dispositivos como RIBA y Robear, como complemento de la fuerza física para las enfermeras. A menudo no son estrictamente robóticos (es decir, con IA limitada o nula y poca capacidad independiente), sin embargo, son los dispositivos más parecidos a Android empleados en el cuidado de la salud. Pueden elevar y reposicionar a los pacientes dentro y fuera de la cama, en una silla de ruedas o en un baño, ayudar a los pacientes a ponerse de pie y caminar, etc.

El mantenimiento de estos dispositivos es muy importante: un dispositivo que levanta pacientes no debe dejarlos caer. Son equipos relativamente pesados con actuadores de gran fuerza, pero en contacto físico directo con los pacientes, que ofrecen muchas oportunidades de accidentes, y el mantenimiento es la única forma de asegurarse de que funcionen correctamente.

Robots de Apoyo Emocional

Aunque estos están desarrollando lentamente datos de apoyo en operaciones reales y solo entran en funcionamiento de manera vacilante, dispositivos como PARO han alcanzado la normalización en la apreciación de los pacientes en Japón.

PARO es una pequeña foca de puerto robótico que se usa con pacientes con demencia y ha mostrado excelentes resultados en la reducción de la angustia. Es una terapia animal sin el animal: más predecible, mucho más higiénica y con un mantenimiento mucho menor que los perros, gatos, etc.

El robot PARO de pelo afelpado sabe su nombre y responde, muestra una respuesta complacida al ser acariciado y desarrolla un conjunto único de rasgos de personalidad en respuesta a la interacción con el paciente. Se utilizan respuestas como dormir la siesta, parpadear, agitar las aletas y hacer ruidos de animales pequeños para simular comportamientos vulnerables y afectuosos, al interactuar con pacientes ancianos potencialmente molestos y confundidos.

Este tipo de dispositivo de "juguete", aunque, por supuesto, con una ingeniería compleja y una intención terapéutica, requiere poco o ningún mantenimiento, aparte del suministro de energía y la limpieza. Los dispositivos deben diseñarse teniendo en cuenta la higiene: un "abrigo" de piel lavable y un funcionamiento protegido contra la contaminación deberían ser suficientes para garantizar que el terapeuta robótico no se convierta en el vector de la enfermedad.

Robots de Extracción de Sangre

Cada paciente está sujeto a extracciones de sangre. Cada paciente sabe que, con la persona "adecuada" haciendo el trabajo, será rápido y sin dolor. Igualmente, la mayoría ha tenido algunas experiencias menos que óptimas en esto, a menudo empeorando las fobias a las agujas. A menudo, el flebotomista necesita más de un intento para encontrar una vena adecuada para realizar el procedimiento. Los robots de extracción de sangre son cada vez más capaces de reducir la tasa de error y acelerar el proceso.

Estos dispositivos utilizan el equipo estéril y desechable "estándar" para el proceso de extracción de sangre, por lo que su "función" representa una tarea de mantenimiento relativamente simple, ya que los materiales de contacto con el paciente son consumibles. Sin embargo, el dispositivo en sí está realizando una tarea precisa y delicada. Se debe mantener el rendimiento funcional y la limpieza: ¡sin movimientos bruscos, frente a un paciente nervioso mientras sostiene objetos punzantes médicos!

Cirujanos Robóticos/Asistentes

Un estudio japonés publicado en el 2016, realizado por Saito y otros demostraron que los instrumentos robóticos actualmente disponibles utilizados en procedimientos quirúrgicos son extraordinariamente difíciles de eliminar de residuos de "proteínas" potencialmente infecciosos. Estos dispositivos esencialmente de primera generación han sido impulsados ​​por el diseño por los desafíos en el desarrollo de la funcionalidad básica, en sí misma una montaña para escalar. Su construcción está diseñada para el microcontrol primero, la mantenibilidad en segundo lugar y la higiene aparentemente pobre en un tercer lugar.

Los mecanismos de limpieza y esterilización son incapaces de llegar a algunas áreas internas de estos instrumentos complejos, particularmente donde los mecanismos de accionamiento compactos accionados por actuadores remotos transmiten fuerzas al sitio de la cirugía. Esta transmisión da como resultado lúmenes internos (espacios alrededor de los componentes de transmisión de energía) que pueden contaminarse fácilmente con residuos de proteínas. Estos dispositivos no están diseñados con capacidad de desmontaje completo que permitiría la limpieza directa de los espacios internos de estos lúmenes. Como resultado, los contaminantes pueden permanecer en el instrumento y moverse durante la operación posterior. No se ha establecido cuánta responsabilidad en las infecciones posoperatorias puede deberse a la contaminación de los componentes del robot, pero es preocupante la diferencia en los niveles de higiene entre los instrumentos robóticos y los instrumentos manuales estándar. Para los instrumentos estándar, Saito descubrió que la eficacia de la limpieza era del 99.1 %. Para los instrumentos robóticos, la eficacia de limpieza fue del 97.6 %. El 97.6% es esencialmente profundamente antihigiénico.

El robot quirúrgico DaVinci ahora tiene rutinas de esterilización que son lo suficientemente buenas como para satisfacer al meticuloso personal quirúrgico que lo opera. Se han adoptado varias metodologías para adaptarse a varios elementos del sistema de contacto con el paciente.

Para los elementos del robot que penetran heridas (pinzas, retractores, bisturís, agujas, etc.), la limpieza manual es el primer paso en la limpieza y desinfección. Todos los elementos operativos son modulares y se pueden quitar rápidamente para su limpieza, lo que requiere solo una capacitación mínima del operador y el uso de una sola herramienta para el desmontaje y montaje. La herramienta en sí requerirá los mismos procedimientos de esterilización. Los residuos visibles deben eliminarse mediante lavado manual, prestando atención especial a los componentes internos del módulo para facilitar la esterilización completa.

A continuación, los módulos desmontados y limpiados se colocan en una fase de esterilización profunda en autoclave que garantiza la eliminación de los residuos y contaminantes invisibles y la limpieza y esterilización de todos los elementos.

Los endoscopios se tratan generalmente de manera similar, pero su construcción es menos modular y, por lo tanto, sus espacios internos requieren lavado. Estos instrumentos generalmente usan mecanismos de liberación rápida para retirarlos del adaptador del sistema quirúrgico DaVinci.

Durante el proceso de limpieza después de la cirugía, los puertos de lavado se enjuagan manualmente con agua caliente y soluciones de enjuague a base de enzimas, que se puede observar que fluyen, lo que demuestra que no hay obstrucción interna del lumen/galería. Luego pueden colocarse en un baño ultrasónico que contenga la misma solución de limpieza a base de enzimas y activarse durante un mínimo de 15 minutos. La mayoría de las soluciones de limpieza enzimáticas tienen una temperatura operativa máxima efectiva de 37 °C (98.6 °F), que no debe superarse. Las superficies exteriores deben limpiarse con un cepillo suave y luego enjuagarse bien por dentro y por fuera para eliminar los compuestos de limpieza. A esta etapa manual intensiva se le debe seguir un ciclo de autoclave normal para garantizar una esterilización completa.

…

La robótica médica llegó para quedarse. Reduce costos, mejora la repetibilidad de los resultados y liberan a los profesionales médicos de tareas mundanas y permiten más tiempo para la interacción con el paciente.

Y esto ha creado una industria completamente nueva dentro de la atención médica: el ingeniero/técnico en robótica médica. Los dispositivos robóticos son incapaces de evaluar su propio rendimiento o condiciones deficientes, por lo que el mantenimiento y control del rendimiento, higiene y presentación son fundamentales para el resultado exitoso de su uso, así como para la aceptación por parte del paciente de sus roles en la atenció