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Robot operado por joystick podría ayudar a los cirujanos a tratar el accidente cerebrovascular de forma remota

Los ingenieros del MIT han desarrollado un sistema telerrobótico para ayudar a los cirujanos a tratar de forma rápida y remota a los pacientes que sufren un accidente cerebrovascular o un aneurisma. Con un joystick modificado, los cirujanos de un hospital pueden controlar un brazo robótico en otro lugar para operar de manera segura a un paciente durante un período de tiempo crítico que podría salvar la vida del paciente y preservar su función cerebral.

El sistema robótico, cuyo movimiento se controla a través de imanes, está diseñado para ayudar de forma remota en la intervención endovascular, un procedimiento que se realiza en situaciones de emergencia para tratar accidentes cerebrovasculares causados ​​por un coágulo de sangre. Tales intervenciones normalmente requieren que un cirujano guíe manualmente un cable delgado hasta el coágulo, donde puede eliminar físicamente el bloqueo o administrar medicamentos para romperlo.

Una limitación de tales procedimientos es la accesibilidad: los cirujanos neurovasculares a menudo se encuentran en importantes instituciones médicas que son difíciles de alcanzar para los pacientes en áreas remotas, particularmente durante la “hora dorada”, el período crítico después del inicio de un accidente cerebrovascular, durante el cual se debe administrar el tratamiento. para minimizar cualquier daño al cerebro.

El equipo del MIT prevé que su sistema robótico podría instalarse en hospitales más pequeños y ser guiado de forma remota por cirujanos capacitados en centros médicos más grandes. El sistema incluye un brazo robótico de grado médico con un imán adherido a su muñeca. Con un joystick e imágenes en vivo, un operador puede ajustar la orientación del imán y manipular el brazo para guiar un cable magnético suave y delgado a través de arterias y vasos.

Los investigadores demostraron el sistema en un “fantasma”, un modelo transparente con vasos que replican arterias complejas del cerebro. Con solo una hora de entrenamiento, los neurocirujanos pudieron controlar de forma remota el brazo del robot para guiar un cable a través de un laberinto de vasos para llegar a las ubicaciones objetivo en el modelo.

Xuanhe Zhao, profesor de ingeniería mecánica y de ingeniería civil y ambiental en el MIT, y su equipo han publicado hoy sus hallazgos en Science Robotics. Los coautores del MIT incluyen al autor principal Yoonho Kim, Emily Genevriere y Jaehun Choe, junto con Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw y Aman Patel en el Hospital General de Massachusetts (MGH), y Marcin Balicki de Philips Research North America.

La cirugía endovascular es un procedimiento especializado mínimamente invasivo que consiste en torcer y guiar con cuidado un cable médico delgado a través de las arterias y los vasos del cuerpo hasta una ubicación objetivo, de manera que se evite dañar las paredes de los vasos. El procedimiento generalmente requiere años de entrenamiento para que un cirujano lo domine.

Los sistemas robóticos se están explorando como tecnologías de asistencia en la cirugía endovascular. Estos sistemas involucran principalmente motores que hacen avanzar y retraer un cable mientras lo retuercen a través de la vasculatura del cuerpo.

El nuevo sistema del equipo se basa en el trabajo de 2019, en el que demostraron conducir un hilo controlado magnéticamente a través de un modelo de silicona de tamaño real de los vasos sanguíneos del cerebro. Lo hicieron en ese momento usando un imán de mano, del tamaño de una lata de sopa, que manipularon manualmente.

Desde entonces, colocaron el imán en el extremo de un brazo robótico de grado médico, que se puede dirigir con una pequeña palanca de mando en un mouse. Al inclinar el joystick, los investigadores pueden inclinar el imán en una orientación que puede seguir un cable magnético. Los botones del mouse controlan un conjunto de unidades lineales motorizadas, que avanzan y retraen el cable para que se mueva hacia adelante y hacia atrás.

El cable es tan delgado y flexible como un cable guía neurovascular convencional, con una punta suave y magnéticamente sensible que sigue y se dobla en la dirección de un campo magnético.

El equipo probó el sistema robótico en el Laboratorio de Catéteres de MGH, un quirófano con equipo de imágenes médicas estándar utilizado en procedimientos endovasculares. Los investigadores instalaron el brazo robótico en el laboratorio, junto con un modelo de vasos sanguíneos de silicona de tamaño real. Pusieron el joystick, junto con un monitor que mostraba un video en vivo del modelo, en una sala de control. Desde allí, un operador vio el video mientras usaba el joystick para dirigir de forma remota el cable a través de los recipientes.

El equipo entrenó a un grupo de neurocirujanos para usar el sistema robótico. Después de solo una hora de capacitación, cada cirujano pudo operar con éxito el sistema para guiar el cable a través de vasos complejos que son difíciles de navegar con un cable guía manual.

El equipo también usó el sistema robótico para eliminar coágulos simulados en áreas de difícil acceso en el modelo. Dirigieron el cable guía a través de los vasos, y alrededor de esquinas y giros cerrados, para llegar a las regiones donde los investigadores simularon coágulos. Una vez que guiaron el cable hasta el coágulo, los cirujanos procedieron con métodos endovasculares estándar para pasar un microcatéter a lo largo del cable hasta el sitio del coágulo. Retiraron el alambre, dejando el catéter, que luego aplicaron para eliminar con éxito el coágulo.

Se espera que el sistema teleoperado pueda ayudar a más pacientes a recibir un tratamiento de tiempo crítico. También ve beneficios para los cirujanos, que normalmente realizan este tipo de procedimientos vasculares en la misma habitación que el paciente, mientras están expuestos a la radiación de las imágenes de rayos X.

Más información: Noticias del MIT

[Telerobotic Stroke Intervention] Summary Video:

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