Arreto suave com agulhas magnéticas para cirurgias menos invasivas

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Arreto suave com agulhas magnéticas para cirurgias menos
invasivas
Uma agulha miniaturizada e sem tether oferece um meio seguro de realizar cirurgia, tratar o câncer e
realizar testes de diagnóstico.
O que a princípio parece ser a telecinese – um objeto autônomo sem amarras de repente se movendo –
pode ser comum nas salas de cirurgia do futuro, à medida que os pesquisadores desenvolvem
dispositivos que respondem aos campos magnéticos aplicados, em vez da orientação de uma mão
humana ou robótica.
O campo já deserou um longo caminho nos últimos anos, com especialistas criando ferramentas cada
vez menores e refinando a aplicação de campos magnéticos para mover essas ferramentas com o
máximo controle, prometendo cirurgias mais seguras e menos invasivas. Mas à medida que os
dispositivos ficam menores, eles se tornam menos responsivos às forças magnéticas que os animam.
“A limitação da força magnética em escalas em miniatura para robôs móveis sem restrições tem sido um
desafio prático de longa data no campo da robótica magnética para cirurgias minimamente invasivas”,
disse Axel Krieger, professor assistente de engenharia mecânica da Johns Hopkins Whiting School of
Engineering. “Até agora, os pesquisadores tentaram e demonstraram várias capacidades de navegação
e direção de robôs magnéticos. No entanto, atender às forças necessárias para a penetração de tecidos
enquanto tiver os tamanhos em miniatura em escalas clinicamente relevantes tem sido um problema
desafiador.
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Para superar esse desafio, a equipe de pesquisa de Krieger reprojetou componentes fundamentais de
uma agulha cirúrgica, criando um dispositivo que eles chamam de “Colisões Atuadas por Pulso
Magnético para Agulha de penetração de tecidos (PmACT-Needle)”. Suas descobertas foram publicadas
recentemente na revista Advanced Intelligent Systems.
O elemento-chave do dispositivo é um mecanismo de impacto interno que permite que pequenos ímãs
internos deslizem para frente e para trás, fazendo contato com uma placa rígida. No ponto de contato, o
momento do ímã deslizante é transferido para a ponta da agulha, criando uma forte força de batente
momentânea que o impulsiona através do tecido mole para realizar uma sutura para fechar uma ferida
ou incisão cirúrgica. A intensidade e a frequência do tomagem são controladas pelo operador, permitindo
que se adaptem a várias condições, como a rigidez do tecido, durante a cirurgia.
Em experimentos de prova de conceito, a equipe de Krieger anexou uma linha de sutura fina na parte de
trás da MPACT-Needle, controlando o dispositivo usando um joystick, que inicia o mecanismo de
impacto. Os pesquisadores observam que o MPACT-Needle também pode ser usado para biópsias e
fornecer drogas diretamente aos tumores.
A equipe agora está focada no desenvolvimento de algoritmos de controle de movimento mais
inteligentes com modalidades de imagem para aplicações clínicas mais seguras e livres de erros. Em
seu artigo, a equipe observou que esses algoritmos ajudarão a garantir o controle preciso do dispositivo,
aumentando a segurança do paciente. Técnicas de imagem médica intraoperatória, como ressonância
magnética, ultra-som, OCT ou Raio-X, também seriam usadas para rastrear o dispositivo quando ele
está dentro do corpo.
Os pesquisadores dizem que sua abordagem é provavelmente aplicável a qualquer agente magnético
que exija forte esforço de força. Os engenheiros da Magneto-robótico agora podem projetar dispositivos
seguros e eficazes que incorporem esse mecanismo de impacto para várias aplicações, como o acesso
a tumores de difícil acesso ou para diagnósticos não invasivos.
O autor principal, Onder Erin, um pós-doutorado em engenharia mecânica na Johns Hopkins, prevê que
o método de aplicação de força desenvolvido por sua equipe seja adotado para uso em outros
dispositivos.
O objetivo geral desta técnica não é apenas produzir forças mais fortes, mas também ajudar os
pesquisadores a miniaturizar ainda mais seus agentes magnéticos com requisitos de alta força. Essa
amplificação de força também pode levar a espaços de trabalho maiores de sistemas magnéticos para
acomodar os tamanhos na escala humana. Esses avanços aproximarão a robótica magnética de um
passo para as aplicações clínicas”, disse ele.
Referência: Onder Erin, et al., Superando as Limitações da Força da Cirurgia Robótica Magnética:
MPACT-Needle for Tetherless Interventions, Advanced Intelligent Systems (2022). DOI:
10.1002/aisy.202200072
Crédito da imagem: Onder Erin
ASN WeeklyTradução
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aisy.202200072
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