Impacto
Control de movimiento de precisión para mejorar la atención al paciente
La cirugía asistida por robot, que era un concepto futurista, está haciendo que lo “imposible” sea más rutinario. Los cirujanos ahora pueden realizar cirugías remotas que salvan las vidas de pacientes a miles de millas de distancia. Además, se ha determinado que la cirugía robótica mínimamente invasiva y de alta precisión reduce significativamente las complicaciones postoperatorias.
La automatización está transformando la industria médica, ayudando a los trabajadores de la salud humana a mejorar la comodidad , la atención y los resultados de los pacientes. CGI Inc., que forma parte de la cartera de productos de movimiento industrial de Timken, crea soluciones innovadoras para los engranajes y las tecnologías de procesos. Esto impulsa la precisión y la eficiencia en las cirugías asistidas por robots, y mejora el bienestar y la longevidad de los pacientes en todo el mundo.
“Nuestros clientes están creando soluciones nunca vistas antes. Nos consideran una extensión de sus capacidades internas de I+D e ingeniería, y confían en nosotros para resolver problemas en las primeras etapas del proceso de diseño”.
Tim Pirie
Director de tecnología, CGI Inc.
Innovación médica que define el futuro
Los robots quirúrgicos, un mercado de alta tecnología aún en sus inicios, están dando sus primeros pasos para transformar la atención al paciente a gran escala. Hoy en día, se realizan anualmente más de 14 millones de cirugías asistidas por robots, en comparación con los tres millones que se hacían en 2017.
Ese crecimiento y esa innovación se han ido gestando durante 25 años. Según Tim Pirie, director de tecnología de CGI Inc, los sistemas de robótica quirúrgica tienen ciclos de desarrollo largos debido a sus diseños complejos, los requisitos de precisión avanzados y el entorno médico altamente regulado.
“Nuestros clientes están creando soluciones nunca vistas antes”, expresó Pirie. “Nos consideran una extensión de sus capacidades internas de I+D e ingeniería, y confían en nosotros para resolver problemas en las primeras etapas del proceso de diseño”.
Las soluciones de engranajes de precisión de CGI se utilizan en robots quirúrgicos para permitir la tracción y el posicionamiento preciso. Los cirujanos usan controles para manipular los brazos robóticos que pueden realizar una reparación de la válvula cardíaca, extirpar un apéndice o tratar el cáncer. Algunos sistemas cuentan con un brazo robótico para cirugías de incisión única; los sistemas más sofisticados utilizan hasta cuatro brazos para manejar los procedimientos más difíciles y ofrecen una mayor flexibilidad en la sala de operaciones.
Muchas de estas plataformas quirúrgicas constan de múltiples subsistemas, y las soluciones CGI no se limitan a uno, sino que admiten varios de ellos.
La experiencia técnica de CGI también impulsa la innovación médica más allá de la cirugía. Para respaldar el diagnóstico, la CGI influye en el diseño de broncoscopias robóticas, que permiten la detección temprana del cáncer de pulmón, y el equipo automatizado de pruebas de laboratorio que identifica la enfermedad. Algunos de los engranajes de precisión de CGI más pequeños ayudan a que los corazones artificiales bombeen sangre automáticamente para los pacientes que viven con insuficiencia cardíaca avanzada.
La tecnología para estas aplicaciones está en continua evolución, y el equipo impulsado por CGI es la base sobre la que, en la actualidad, se está construyendo la próxima generación de automatización médica.
Legado de I+D centrado en el cliente
Fundada por ingenieros en 1967 como California Gear and Instrument, en sus comienzos, CGI ayudó a que las industrias de dispositivos médicos y del sector aeroespacial innovaran en muchos aspectos técnicos.
Con una influencia de diseño que se remonta a las misiones Apolo de la NASA, CGI diseñó un engranaje de precisión personalizado para la herramienta manual que usaron los astronautas para completar la primera misión de servicio del telescopio espacial Hubble en 1993. Actualmente, la herramienta todavía está en servicio a bordo de la Estación Espacial Internacional.
Esta experiencia aeroespacial se adaptó muy bien en el incipiente mercado de dispositivos médicos. En los años 70, los primeros procedimientos exitosos de reemplazo de rodilla se realizaron utilizando herramientas de cirugía ortopédica equipadas con CGI.
“Trabajar con hueso es un desafíos enorme, y nuestros clientes de herramientas quirúrgicas necesitaban engranajes que pudieran crear más torque para funcionar sin problemas”, dijo Pirie. “Fuimos uno de los pocos con esa experiencia”.
Pirie agregó que hay paralelismos entre la ortopedia temprana y el mercado actual de automatización médica. “Solo hay un puñado de empresas e ingenieros a la vanguardia porque es muy nuevo”, explicó. “Los clientes saben que podemos apoyarlos dado que hemos ayudado a resolver los mayores desafíos técnicos de la medicina moderna desde el principio”.
Uno de los primeros innovadores en robótica quirúrgica se acercó a CGI después de que los engranajes disponibles en el mercado fallaran en el 80 % de sus primeros robots. Los expertos técnicos y de I+D de CGI personalizaron rápidamente una nueva solución para abordar el problema de rendimiento y conseguir que la plataforma robótica volviera a la producción. Pronto, el mismo cliente pidió a los expertos de CGI que desarrollaran una solución personalizada capaz de corregir un problema de reacción que tenía con los engranajes estándar de un competidor.
Crédito: NASA Goddard
Hoy en día, los expertos en I+D e ingeniería de CGI se involucran en el comienzo del ciclo de diseño de ese cliente. La colaboración temprana conduce a soluciones de engranajes de precisión más integradas que mejoran la eficiencia tanto para el equipo como para los procesos internos del cliente.
El resultado es una innovación más rápida que está ampliando velozmente el acceso de los pacientes a la atención médica respaldada por la automatización. Se automatizan cada vez más pruebas de diagnóstico para gestionar mayores volúmenes. Y la robótica, antes limitada a procedimientos específicos, se está adoptando para la cirugía general para tratar una gama más amplia de afecciones.
Pirie agregó: “Pensar en cuán complejo fue llegar hasta aquí y en todo lo que será posible en el futuro es increíble. Ser parte de la innovación es emocionante”.
Published: 2025/06/5
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Desde la ciencia de los materiales hasta la fabricación
Únicos en el mercado de accionamientos para engranajes médicos, los expertos de CGI tienen un profundo conocimiento de todos los aspectos de la cadena de valor técnico, desde la metalurgia y los nuevos recubrimientos superficiales hasta los procesos de producción, como los engranajes de precisión, la soldadura láser y el rectificado de precisión. Las necesidades de los clientes y de los pacientes impulsaron los avances en esas áreas.
CGI fue una de las primeras empresas que aplicó recubrimientos de carbono similar al diamante (DLC) para colocar los dientes en los engranajes de precisión de paso fino para la industria médica. Estos recubrimientos de nanocompuestos extremadamente duros ayudan a minimizar el desgaste en aplicaciones médicas sometidas a cargas elevadas, fricción y desgaste extremos, y contacto constante con otros componentes. Lo que es más importante, ayudan a reducir el ruido y las vibraciones; esto proporciona un ambiente más sereno, tanto para los pacientes como para los trabajadores de la salud.
“En comparación con otros materiales, p. ej., el cromo duro, los recubrimientos DLC son muy delgados y se pueden aplicar sin afectar el rendimiento general de los engranajes”, dijo Pirie. “Lo aplicamos a decenas de miles de productos anualmente”.
Antes de producirlos, a menudo los recubrimientos DLC se aplican a los prototipos del cliente construidos internamente para las pruebas del cliente. El taller de prototipos de CGI es donde la experiencia en diseño de sus ingenieros se une a los conocimientos de fabricación del equipo de producción.
CGI es conocida por sus capacidades en la fabricación con tolerancias estrictas, ya sea para soluciones de engranajes o componentes relacionados, como los ejes de precisión utilizados en instrumentos ortopédicos y equipos de imágenes médicas.
La innovación en los procesos de la empresa ofrece dos ventajas adicionales: niveles elevados de calidad y mayor control de la programación. Desde la selección de materias primas hasta la inspección final del producto, las soluciones de CGI pasan por un sistema de gestión de calidad constante que proporciona a los diseñadores de robótica un alto nivel de confianza y a los pacientes un alto nivel de atención. Gestionar todo internamente equivale a tiempos de entrega más cortos que respaldan los complejos cronogramas de los clientes para equipar a más hospitales con estas tecnologías que salvan vidas.
“A nuestros clientes se les iluminan los ojos cuando hablamos de procesos de nicho como la soldadura láser que hacemos nosotros mismos”, explicó Pirie. “Crea oportunidades para futuras colaboraciones”.