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Nos últimos anos, o campo de atuação da automação foi expandido, rompendo os limites do ambiente de chão de fábrica chegando à medicina. Hoje, há aplicações da automação em salas de cirurgias, atendimento, análise de exames à distância, graças à grande evolução dos meios de comunicação, envolvendo até mesmo a atuação, controle e inserção de robôs nos pacientes.

Os avanços da tecnologia na área médica trouxeram muitos benefícios à sociedade. Com esses avanços, foi permitida a prevenção de diversas doenças ou complicações geradas por um diagnóstico tardio. Em todas as áreas da medicina há inúmeros exemplos de equipamentos e técnicas que facilitam a vida das pessoas.

Uma área que tem colaborado bastante é a de telecomunicações que, trabalhando junto com a medicina, passa a ser chamada de biotelemetria ou telemedicina, a qual que permite ao médico realizar um diagnóstico do seu paciente à distância.

Com a necessidade de cirurgias complexas, o robô-cirurgião vem ganhando espaço a cada dia, devido ao seu maior controle e precisão de manuseio dos instrumentos cirúrgicos. Atualmente três sistemas foram desenvolvidos:

• Sistema Cirúrgico da Vinci;

• Sistema Cir ú rg ic o Robót ico ZEUS;

• Sistema Robótico AESOP.

A tecnologia na saúde vem avançando de tal maneira que no ano de 2001 os cirurgiões do Jewish Hospital em Louisville, Kentucky, realizaram o primeiro transplante com o coração artificial, denominado AbioCor, essa inovação está gerando esperanças em muitos pacientes que aguardam em enormes filas de espera para o transplante tradicional.

A cura para as doenças sempre foi um grande desafio para a humanidade, e antes de todo esse avanço tecnológico, curandeiros, poções e cerimônias místicas tentavam diminuir o sofrimento do homem. Hoje, o advento de sistemas automatizados agregados à área de medicina proporcionou a cura da maioria das doenças.

A tecnologia está presente em várias áreas da medicina, neste artigo técnico serão tratadas pesquisas referentes à telemedicina, nanomedicina, cirurgia robótica e ao coração artificial.



Telemedicina

Conforme mencionado na introdução, a telemedicina proporciona aos profissionais da área da saúde atendimento à distância. Essa área sempre se desenvolveu junto com os meios de comunicação. Inicialmente utilizava os meios analógicos, mais tarde foram substituídos por meio digitais mais

modernos.



Histórico

O primeiro relato conhecido de telemedicina teve origem na Idade Média, na Europa. Naquela época grandes pragas estavam presentes no continente e, devido ao risco de contaminação, um médico se posicionou à beira de um rio e coletava todas as informações por meio da voz alta de um paciente que estava do outro lado.

A carta foi o primeiro meio de comunicação utilizando a escrita, que, principalmente os médicos utilizavam para enviar e receber de outros médicos informações sobre pesquisas e possíveis epidemias que estava contaminando um determinado local.

Em meados do século XIX começou a utilização da telegrafia, um sistema de comunicação que transmite mensagens de um ponto a outro em grandes distâncias, usando códigos para a rápida e confiável transmissão. O meio de comunicação era feito por fios.

No final do século XIX, foi criado o telefone, que substituiu a telegrafia, e vem sendo usado até hoje. A telefonia não é só utilizada para o médico atender seus pacientes à distância pela voz, mas também é empregada para transmissão de dados, como o eletrocardiograma que pode utilizar um modem de computador e/ou fax.

Outro meio de comunicação que também foi criado no final do século XIX, ainda bastante utilizado até hoje é o rádio, que primeiramente utilizava o código Morse para envio de dados, e posteriormente passou utilizar a voz para envio de informações.

A partir de 1950, os recursos visuais como televisores e monitores passaram a ser utilizados em consultas entre médicos e pacientes no Instituto de Psiquiatria em Nebraska. Posteriormente veio o desenvolvimento da videoconferência, onde paciente e médico estão em locais distintos, mas podem ver e ouvir um ao outro, como se estivessem lado a lado.

A tecnologia mais atual é a de redes sem fio (Wireless), que possibilitou a criação dos telefones celulares. Já existem pesquisas sobre transmissão de vídeos e imagens de ambulâncias, assim como um eletrocardiograma de emergência por meio de telefonia celular.



Aplicações

A telemedicina possui várias aplicações que são classificadas pela natureza do ato clínico, abaixo segue a relação dessas classificações:

• Teleconsulta;

• Teleintervenção;

• Telemonitorização;

• Teleformação.

Na figura 1, uma aplicação de telemedicina digital.





Teleconsulta

Trata-se da realização de consultas por um meio de comunicação interativo, podendo ser por videoconferência, telefone ou sites de conversação.



Teleintervenção

Nessa categoria é realizada intervenção cirúrgica à distância. Na teleintervenção, encontra-se bastante as tecnologias de informação aliadas à robótica como meio mecânico para executar cirurgias, esse assunto será abordado com mais ênfase no próximo item do capítulo de desenvolvimento deste artigo.



Telemonitorização

São sistemas de monitoração dos sinais vitais de um paciente. Alguns sistemas proporcionam ao paciente a comodidade do mesmo manter sua vida cotidiana enquanto o sistema de vigilância funciona.



Teleformação

São sistemas de formação clínica de médicos e enfermeiros, possíveis treinamentos de um novo colaborador, entre outras aplicações.



Robôs na medicina

Os robôs estão presentes em vários ramos da área da saúde: apoio logístico em hospitais, auxílio a idosos e deficientes (cadeira de rodas automatizadas), membros artificiais, órgãos artificiais, robôs cirurgiões e de telepresença. Na figura 2, há um exemplo de apoio logístico robotizado utilizado nos hospitais. O Helpmate auxilia no transporte de refeições, roupas sujas e medicamentos, fazendo com que os auxiliares e enfermeiros dediquem maior parte do tempo aos pacientes.







Ele circula pelos corredores, desviando-se das pessoas e dos obstáculos fixos e móveis. Para mudar de piso em um hospital, o Helpmate faz uso do elevador, comunicando-se através de ligação por meio de infravermelho.

Para ajudar pessoas com dificuldades de locomoção, na figura 3, pode ser observada a cadeira de rodas robotizada Wheelesley, desenvolvida pelo Massachussetts Institute of Technology – MIT.





Esta cadeira de rodas faz uso de sensores colocados em volta dos olhos do usuário, que registram o eletro-ocolugrama (EOG), que são sinais elétricos que variam com o ângulo dos olhos na cabeça. Desta forma, o usuário pode controlar a cadeira apenas com a direção do olhar. A cadeira segue na direção que é solicitada e, para isso, ela detecta obstáculos e os contorna.

Outra aplicação de robótica bastante usada na medicina é na atuação como membros artificiais, sendo eles: braços, mãos ou pernas. Esses mecanismos podem ser compostos de sensores, atuadores e um circuito de realimentação.

Na figura 4, dois exemplos de membrosartificiais.







É possível detectar a preocupação dos fabricantes quanto ao acabamento com materiais que se assemelham a pele humana, não deixando exposto o mecanismo robótico. Hoje, cientistas da área de neurociênciaestudam meios para que através das ondas cerebrais, o homem se comunique com computador, possibilitando a atuação de dispositivos elétricos comandados diretamente pelas atividades do cérebro. Cientistas da Brown University nos E.U.A, desenvolveram pequenos chips que estão sendo implantados na região do cérebro responsável pelo controle e coordenação da motricidade voluntária. Nesse chip há a presença de mais de 100 eletrodos que detectam a atividade elétrica neuronal, proporcionando ao paciente uma melhoria significativa na sua habilidade de interagir com o mundo. Os robôs podem ser utilizados para substituir órgãos humanos, podendo assumir o papel do coração, dos rins, estômago, pulmões, fígado e pâncreas. Esses órgãos robóticos podem ficar tanto no interior quanto no exterior do corpo humano. Um exemplo é a aplicação do coração artificial externo em um hospital para substituir o coração natural do paciente, onde é necessário interromper seu funcionamento. Na figura 5 está ilustrado o projeto de coração artificial realizado pela empresa Abiomed, denominado como AbioCor. Esse coração já está sendo utilizado há quase duas décadas.







Atualmente, nas salas de cirurgias os robôs estão ganhando cada vez mais espaço, fazendo com que o cirurgião fique em uma cabine de controle passando todos os comandos para a máquina. Em maio de 1998, no Hospital Broussais, em Paris, a equipe do cirurgião Alain Carpentier fez a primeira operação cardíaca sem tocar no paciente, a dois metros de distância. Os robôs cirurgiões trouxeram muitas vantagens como, por exemplo, os cortes não precisam ser grandes, apenas o suficiente para a entrada do braço do robô equipado com uma microcâmera e instrumentos cirúrgicos. Devido ao fato dos cortes serem menores, o tempo de recuperação se torna muito mais rápido, outra vantagem está presente na precisão dos movimentos, pois um cirurgião humano por mais habilidoso que seja, está sujeitos a pequenos tremores de mão, causando danos aos pacientes.

Essas máquinas ainda não possuem a capacidade de realizar uma cirurgia sem a intervenção humana, é necessário um cirurgião para controlar os movimentos dos robôs. O controle remoto e a ativação por voz são os métodos de comando dos robôs. No ano de 1994, foi lançado pela empresa Computer Motion o primeiro robô a ser liberado pela FDA o AESOP (Figura 6).





A Food and Drug Administration (FDA) é um órgão federal americano que estabelece normas para as indústrias alimentícias e de remédios. Desenvolvido com a tecnologia da NASA, O AESOP (Automated Endoscopic System for Optimal Positioning) é composto por um braço mecânico usado pelo médico para posicionar o endoscópio (câmera cirúrgica inserida no paciente). Pedais ou um software ativado por voz permitem ao médico posicionar a câmera, dessa forma ficando com as suas mãos livres para dar continuidade à cirurgia.

O sistema cirúrgico Da Vinci é o robô mais moderno do mundo dentro das salas de cirurgias, desenvolvido pela empresa Intuitive Surgical a um custo de US$ 1 milhão, esse robô usa uma tecnologia que permite ao médico chegar mais perto do alvo do que a visão humana permitiria. Veja a figura 7.







O Da Vinci possui um console de visualização e controle e uma unidade composta por quatro braços cirúrgicos. A poucos metros da mesa de operação, no console de visualização e controle, o cirurgião recebe em sua tela as imagens em 3D da câmera que está no interior do paciente, e por meio de controle parecido com joysticks, realiza os movimentos dos braços do robô. A vantagem desse sistema é a correção em tempo real de eventuais tremores da mão do cirurgião e também realizar manobras delicadas. O médico José Carlos Teixeira do Hospital Albert Einstein, um dos três hospitais no Brasil que possui a máquina, comenta sobre a possibilidade de fazer curvas de 90°, sendo isso impossível com os instrumentos tradicionais. No Brasil, o Da Vinci é usado em cirurgias gastrointestinais e de próstata, mas nos EUA ele já faz operações cardíacas, e vai ganhar um novo software que auxilia os médicos na identificação de certas partes do organismo, como uso de cores para mostrar veias e artérias. Outro sistema fabricado pela Computer Motion é o Sistema Robótico Zeus (sigla em inglês para Sistema Endoscópico Automatizado para Posicionamento Ideal), bastante utilizado nas salas de cirurgias na Europa, onde os médicos alemães usam o sistema para realizar cirurgias de ponte de safena. Ainda não foi regulamentado pela FDA para seu uso nos EUA, somente para testes clínicos. O Zeus (figura 8) uma configuração similar à do sistema da Vinci. Possui uma estação de trabalho computadorizada, uma tela de vídeo e controles manuais usados para mover os instrumentos cirúrgicos instalados na mesa.







Utiliza a assistência do Sistema Robótico AESOP. Entretanto, ambos os sistemas, da Vinci e ZEUS, precisam receber aprovação governamental para cada procedimento em que serão utilizados. Existe um sistema robótico para telecolaboração usada na telemedicina. Este sistema é chamado de SOCRATES (SOCRATES Robotic Telecollaboration System) e permite a telepresença e o telementor através de recursos virtuais. Figura 9.








Conclusão

Com a elaboração deste artigo, foi possível visualizar a importância da automação na medicina. Conseguimos verificar que a automação proporciona à medicina um grande avanço no que se refere a tempo de atendimento, atendimento médico às áreas de difícil acesso, intercâmbio de informações entre médicos de locais distintos, menor tempo de recuperação do paciente, maior precisão em cirurgias e possibilita melhorias nos estudos de doenças que ainda não têm cura. Essa área é bastante promissora, e caminha juntamente com as demais tecnologias, exemplo disso é que, à medida que os meios de comunicação evoluem, a telemedicina acompanha. Hoje, há inúmeros equipamentos que facilitaram a vida do homem, temos nos hospitais aplicações de robôs que fazem tarefas complicadas, repetitivas, precisas e desgastantes, proporcionando meios aos profissionais de saúde para que possam fazer seu trabalho da melhor forma possível. O objetivo dos sistemas de automação agregados à medicina é a de melhoria contínua e de aumento da capacidade dessa ciência, para assim, tentar resolver, ou maximizar as chances de sobrevivência em todos os casos de doenças e cirurgias.



* Matéria originalmente publicada na revista Mecatrônica Atual; Ano: 9; N° 49 Jan / Fev - 2011