Nuevo sistema robótico blando para agilizar cirugía cerebral

Navegar por los complejos vasos sanguíneos del cerebro utilizando instrumentos quirúrgicos tradicionales es una tarea complicada, incluso para cirujanos altamente capacitados. La asistencia robótica tiene el potencial de ayudar a los neurocirujanos a operar con mucha más facilidad. Ahora, los investigadores han desarrollado un modelo fundamental para una herramienta robótica blanda y un sistema de control que podría brindar a los cirujanos un mejor control y precisión dentro del cerebro mientras realizan neurocirugías difíciles. Estudios recientes han demostrado que este sistema es intuitivo y muy preciso. Los hallazgos preliminares indican que este robot podría hacer que las cirugías cerebrales mínimamente invasivas para afecciones críticas como los aneurismas sean más eficientes y efectivas.

Una forma estándar de tratar un aneurisma cerebral (un vaso sanguíneo debilitado que sobresale y se llena de sangre) es guiar un tubo de plástico, conocido como catéter, a través de una arteria que generalmente comienza en la ingle. El objetivo es llegar al aneurisma y sellarlo sin dañar ningún otro vaso en el camino. Los cirujanos tradicionalmente doblan las puntas del catéter para una mejor navegación y luego las giran manualmente a medida que avanzan hacia el aneurisma. Después de estudiar los procedimientos quirúrgicos y recopilar información de los neurocirujanos, investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, MD, EUA) y la Universidad de Maryland (College Park, MD, EUA) concluyeron que una herramienta robótica dirigible podría mejorar en gran medida el proceso.

Los investigadores diseñaron una punta de catéter controlada por presión de aire, a menudo denominada neumática. Utilizaron impresión 3D para crear la punta a partir de una resina suave y flexible e incluyeron dos canales huecos a lo largo de su longitud. Cuando se presurizan individualmente, estos canales hacen que la punta se doble hacia la izquierda o hacia la derecha. Si bien la idea de una punta de catéter flexible no es nueva, los investigadores se centraron en una necesidad no satisfecha: integrar un sistema de control que se alinee con las prácticas clínicas existentes. Desarrollaron un dial operado manualmente que permite a los cirujanos ajustar la posición de la punta del catéter con mayor precisión, además de proporcionar retroalimentación háptica para indicar la flexión de la punta. Este sistema permite a los cirujanos hacer avanzar el catéter con una mano mientras controlan con precisión su ángulo con la otra.

Para evaluar la nueva herramienta, los investigadores pidieron a dos participantes (un neurocirujano experimentado y otro sin experiencia quirúrgica) que maniobraran la punta robótica para alcanzar una serie de objetivos diminutos. Usaron una mano para hacer avanzar el catéter y la otra para controlar el dial, doblando las puntas más cerca de cada objetivo. Ambos fueron exitosos en lograr una precisión submilimétrica, que es menor que el diámetro de los vasos cerebrales y las aberturas de los aneurismas. El neurocirujano fue naturalmente más rápido y más preciso, pero el novato mostró niveles de precisión equivalentes con el tiempo. Alentados por estos resultados positivos, el equipo de investigación está ansioso por seguir desarrollando la herramienta robótica. Los investigadores planean reducir su tamaño para hacerlo más aplicable clínicamente y probarlo en entornos anatómicamente más precisos. Además, su objetivo es ampliar las capacidades de la herramienta añadiendo una serie de puntas que le permitan realizar formas más complejas y navegar mejor por la compleja vasculatura cerebral.

"La punta blanda del microcatéter es muy innovadora y podría ser clave para el uso generalizado de la robótica en cirugía endovascular", dijo Moria Bittmann, Ph.D., directora del Programa de Robótica NIBIB.

Enlaces relacionados:
Universidad Johns Hopkins  
Universidad de Maryland