Sistema robótico de guía controlado magnéticamente para cirugía intervencionista vascular reduce exposición a la radiación

La cirugía intervencionista vascular es un procedimiento médico especializado que utiliza imágenes médicas, guías, catéteres y otras herramientas para diagnosticar y tratar problemas vasculares. Si bien es eficaz, este tipo de cirugía expone a los médicos a la radiación, ya que necesitan vigilar la posición de la guía bajo contraste. Para abordar este desafío, los científicos ahora han diseñado un sistema de robot de guía controlado magnéticamente (MCGRS por sus siglas en inglés) que está equipado con capacidades de dirección magnéticamente activa y propulsión autónoma.

Investigadores del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia China de Ciencias (Pekín, China) han construido un nuevo sistema que permite a los médicos controlar la guía de forma remota, facilitando la navegación a través de complejas redes vasculares y reduciendo su exposición a radiación. Para lograrlo, los investigadores fijaron un trozo de material de hidrogel magnético en la punta del alambre guía, lo que permitió maniobrarlo bajo la influencia de un campo magnético externo. La posición de la guía se confirma mediante un mecanismo de imagen.

Para que este sistema sea efectivo, los investigadores utilizaron una combinación del modelo dipolo y el modelo de varilla Cosserat para crear un modelo de mecánica continua. Este modelo puede predecir la flexión de la punta de la guía. Además, se desarrolló un algoritmo de planificación de trayectoria para determinar el movimiento y la velocidad del imán externo en función del recorrido de los vasos sanguíneos, lo que permite un control autónomo. Las capacidades del sistema se validaron mediante experimentos que confirmaron que podía anticipar y ajustar los movimientos no lineales de la punta de la guía.

Durante las pruebas, los médicos pudieron guiar de forma remota la guía magnética a su destino previsto a través de la arteria carótida interna derecha de un modelo fantasma vascular. Lo lograron mientras estaban fuera del quirófano, guiados en tiempo real por imágenes de angiografía por sustracción digital. El procedimiento se completó en aproximadamente dos minutos. En el futuro, el equipo planea mejorar los controles inteligentes del MCGRS para ayudar aún más a los médicos a realizar estos procedimientos quirúrgicos especializados de manera más efectiva y segura.

"Realizamos un control autónomo de la guía magnética", dijo el profesor Xu Tiantian de SIAT. "Se controló mediante un campo magnético para alcanzar las cuatro ubicaciones objetivo de la arteria cerebral media desde el punto de punción a través de cuatro vías diferentes en un modelo fantasma vascular 3D según las vías vasculares conocidas, y el tiempo de llegada fue de menos de dos minutos".

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Academia China de Ciencias