Sensación de proximidad mejora el control del dedo en la cirugía robótica fina

Según un estudio nuevo, la estimulación eléctrica pulsada transcutánea aplicada a la punta de los dedos de los teleoperadores de cirugía robótica puede proporcionar una percepción exacta de la distancia al contacto.

Usando un sistema desarrollado en la Universidad de Texas A&M (TAMU; College Station, TX, EUA), las sensaciones de proximidad se transmiten al pasar diferentes frecuencias de corrientes eléctricas a la punta de los dedos a través de guantes equipados con sondas de estimulación. Luego, los investigadores capacitaron a los usuarios para asociar la frecuencia de pulsación como inversamente proporcional a la distancia al objetivo, de modo que un aumento en las pulsaciones proporcionó una percepción precisa de la distancia de contacto. Si un teleoperador era sensible a un rango más amplio de frecuencias, se usaban pasos más pequeños para maximizar la precisión.


Luego compararon si recibir la estimulación de proximidad, además de la información de retroalimentación visual sobre la distancia de cierre mostrada en los monitores quirúrgicos, podría proporcionar una mejor solución para estimar la proximidad de contacto con respecto a aquellos que recibieron solo información visual. Descubrieron que los datos de proximidad entregados a través de la estimulación eléctrica leve eran aproximadamente tres veces más efectivos que la información visual sola. Los usuarios que reciben pulsos eléctricos también podrían reducir su fuerza de contacto en aproximadamente un 70%. El estudio fue publicado en la edición de enero de 2020 de la revista Scientific Reports.

“Uno de los desafíos con los dedos robóticos es garantizar que se puedan controlar con la suficiente precisión como para aterrizar suavemente en el tejido biológico”, dijo el autor principal, Hangue Park, PhD, del departamento de ingeniería eléctrica e informática. “Con nuestro diseño, los cirujanos podrán tener una idea intuitiva de cuán lejos están sus dedos robóticos del contacto, información que luego pueden usar para tocar estructuras frágiles con la cantidad justa de fuerza”.

“Este enfoque novedoso tiene el potencial de aumentar significativamente la maniobrabilidad durante la cirugía, al tiempo que minimiza los riesgos de daño tisular involuntario”, concluyó el Dr. Park. “Cuando nuestra técnica esté lista para usar en entornos quirúrgicos, los médicos podrán saber intuitivamente qué tan lejos están sus dedos robóticos de las estructuras subyacentes, lo que significa que pueden mantener su enfoque activo en optimizar el resultado quirúrgico de sus pacientes”.

Aunque la retroalimentación visual juega un papel importante en la entrega de información sensorial durante el control motor humano con su incomparable capacidad de transferencia de información, la retroalimentación sensorial periférica compensa efectivamente las limitaciones de la retroalimentación visual. Por ejemplo, la retroalimentación táctil proporciona textura y presión durante las fases de contacto e interacción; y la propiocepción en los músculos proximales a la punta del dedo proporciona información espacial útil, especialmente durante la fase de aproximación.

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Universidad de Texas A&M