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Ciencia & Tecnología

Algoritmos perfeccionan tarea de robot que diagnostica cáncer

El proyecto Murab (por MRI and Ultrasound Robotic Assisted Biopsy), un robot con un brazo, coloca de forma precisa la aguja para realizar una biopsia mientras su sistema identifica tumores en tiempo real.

Bogotá D. C., 17 de enero de 2019Agencia de Noticias UN-

Murab es un robot que pretende realizar valoraciones más efectivas y rápidas de cáncer de seno y enfermedades musculares. Fotos: Murab

Juan David Muñoz es ingeniero mecatrónico de la U.N. y estudiante de doctorado en la Universidad de Hannover (Alemania).

Para diagnosticar el cáncer de seno son importantes los exámenes por imágenes. Foto: archivo particular.

Pedro Fabián Cárdenas, profesor de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la U.N. Foto: Nicolás Bojacá – Unimedios.

Este robot tiene un brazo que coloca de forma precisa la aguja para realizar una biopsia.

Así describe esta máquina Juan David Muñoz, ingeniero mecatrónico de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) y estudiante de doctorado en la Universidad de Hannover (Alemania), quien explica que el robot realiza valoraciones más efectivas y rápidas no solo de cáncer de seno sino de enfermedades musculares– a partir de la combinación de la tecnología de escáner de la resonancia magnética, con la del ultrasonido.

Dentro de su proyecto de maestría, el investigador desarrolló los algoritmos que mejoran la tarea de Murab, lo que le permite hacer cortes más pequeños y precisos evitando lesiones en los tejidos, en consecuencia menos dolor, y logrando que el procedimiento sea más soportable.

"En mi tesis de maestría comencé a trabajar con algoritmos que facilitaban la interacción física humano-robot.  Ahora, en el doctorado, los sigo desarrollando para lograr una robótica interactiva. Todo ello se ha logrado  gracias al trabajo conjunto con los demás integrantes del equipo, quienes han implementado estos adelantos en Murab, un proyecto de la Unión Europea", indicó el investigador.  

Además puede convertir el movimiento del médico para que el brazo robótico se mueva solo por milímetros, una ventaja enorme pues no se cansará en ningún momento mientras realiza el procedimiento.

El investigador comenta que “la novedosa tecnología que combina los dos tipos de escáner también le permite construir un modelo virtual de la zona a explorar, lo cual ayuda a detectar tumores pocos visibles en los ultrasonidos convencionales, y por lo tanto salvar vidas gracias a un diagnóstico a tiempo”.

El doctorando Muñoz se vinculó a este proyecto por medio de la empresa KUKA Germany GmbH, donde trabaja hace más de dos años. Los socios del proyecto incluyen a las universidades de Twente y Radboud de Nimega, en los Países Bajos, de Verona (Italia) y de Medicina de Viena, además del Centro Médico de la Universidad y la empresa Siemens Nederland N.V.

“Aunque para el diagnóstico son importantes los exámenes por imágenes –como la mamografía, la ecografía o la tomografía por resonancia magnética–, la biopsia es la única detección verdadera de cáncer; sin embargo es indiscutible que con esta se corre el riesgo de dañar el procedimiento del paciente”, comenta.

Procedimiento más rápido

La tecnología desarrollada por el proyecto Murab permitirá tomar biopsias (muestras de tejido) más precisas y eficaces, y diagnosticar más rápidamente el cáncer y otras enfermedades.

El estudiante comenta que este procedimiento será más cómodo para los pacientes y tendrá el potencial de identificar signos de cáncer en etapa temprana –que no captan los ultrasonidos convencionales– además de reducir la probabilidad de resultados erróneos.

Las exploraciones con esta nueva tecnología tomarán entre 15 y 20 minutos, a diferencia de los 45-60 de una exploración estándar. También les permitirá a los pacientes beneficiarse de la tecnología de escaneo de IRM (imagen por resonancia magnética), que es muy precisa y segura, sin altos costos.

Un dispositivo con control robótico tomará una imagen mediante IRM y la cubrirá con imágenes tomadas por ultrasonido y sensores de presión: la IRM más nítida podrá localizar signos de enfermedad potencial en el ultrasonido menos claro.

Además de hacer análisis precisos, se espera que este robot ayude a reducir los altos costos de la resonancia magnética. Los investigadores también consideran que en un futuro sus funciones podrían extenderse a la detección de cáncer de hígado o de próstata.

El proyecto es interdisciplinario, combina elementos de imágenes médicas y robótica, e involucra la colaboración entre hospitales, universidades y fabricantes de equipos médicos.

Según el profesor Pedro Fabián Cárdenas, de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la U.N., tradicionalmente los robots industriales se han considerado como dispositivos dedicados en especial a realizar tareas tediosas, sucias y peligrosas. No obstante, centros de investigación y compañías especializadas, con un fuerte componente de innovación, han construido las bases de una nueva generación de robots –llamados colaborativos– que pueden entender y asistir a los seres humanos.

Existe un énfasis particular en las aplicaciones robóticas que requieren que humanos y robots compartan espacio e interactúen físicamente de forma activa dentro de un entorno dinámico. Sin embargo uno de los peligros de la interacción física humano-robot es que se produzca un contacto indeseado, que pueda ocasionarle daños al ser humano.

Por eso el profesor señala que para aumentar la seguridad en la interacción se han tenido que reconsiderar los aspectos del diseño del manipulador, incluyendo la mecánica, la electrónica, el software y la forma de programación.

Con el propósito de que la U.N. contribuya a mejorar esta relación de trabajo, el profesor Cárdenas organizó el Seminario Internacional de Interacción Física Humano-Robot, con la colaboración de la Robotics and Automation Society (RAS-IEEE), donde se presentó el proyecto Murab como ejemplo de corobots.

(Por: Fin/DGH/MLA/LOF
)
N.° 779

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