Una nueva investigación podría tener implicaciones significativas para la cirugía cerebral robótica mínimamente invasiva

Una nueva investigación podría tener implicaciones significativas para la cirugía cerebral robótica mínimamente invasiva

Las primeras investigaciones probaron la introducción y seguridad del nuevo diseño de catéter implantable en dos ovejas para determinar su potencial de uso en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades del cerebro.

Si la plataforma demuestra ser eficaz y segura para su uso en humanos, podría simplificar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades en las áreas profundas y sensibles del cerebro y reducir los riesgos asociados con el diagnóstico y el tratamiento.

Podría ayudar a los cirujanos a profundizar en el cerebro para diagnosticar enfermedades, aplicar tratamientos como medicamentos y ablación con láser con mayor precisión a los tumores y utilizar mejor los electrodos para la estimulación cerebral profunda en enfermedades como el Parkinson y la epilepsia.

El autor principal, el profesor Ferdinando Rodríguez y Baena, del Departamento de Ingeniería Mecánica de Imperial, dirigió el esfuerzo europeo y dijo: "El cerebro es una red frágil y compleja de células nerviosas densamente empaquetadas, cada una de las cuales desempeña su propio papel". Cuando se produce una enfermedad, queremos poder navegar en este entorno delicado y apuntar con precisión a estas áreas sin dañar las células sanas.

"Nuestra nueva plataforma precisa y mínimamente invasiva mejora la tecnología actualmente disponible y, si se demuestra que es segura y eficaz, podría mejorar nuestra capacidad para diagnosticar y tratar enfermedades en las personas de forma segura y eficaz".

Los resultados se desarrollaron como parte del proyecto Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020) y se publicaron en PLOS ONE.

Operación sigilosa

La plataforma representa una mejora con respecto a la cirugía mínimamente invasiva o “ojo de cerradura” existente, en la que los cirujanos insertan pequeñas cámaras y catéteres a través de pequeñas incisiones en el cuerpo.

Incluye un catéter suave y flexible para evitar daños al tejido cerebral durante el tratamiento y un brazo robótico equipado con inteligencia artificial (IA) para ayudar a los cirujanos a navegar el catéter a través del tejido cerebral.

Inspirado en los órganos que utilizan las avispas parásitas para poner huevos en secreto en la corteza de los árboles, el catéter consta de cuatro segmentos entrelazados que se deslizan uno sobre otro para permitir una navegación flexible.

Está conectado a una plataforma robótica que combina la intervención humana y el aprendizaje automático para guiar cuidadosamente el catéter hasta el lugar de la enfermedad. Luego, los cirujanos insertan fibras ópticas sobre el catéter para poder ver la punta y navegar a lo largo del tejido cerebral usando controles de joystick.

La plataforma de IA aprende de las entradas del cirujano y las fuerzas de contacto en el tejido cerebral para guiar el catéter con precisión milimétrica.

En comparación con las técnicas quirúrgicas tradicionales "abiertas", el nuevo enfoque podría, en última instancia, ayudar a reducir el daño tisular durante la cirugía y acortar los tiempos de recuperación del paciente y la duración de la estancia hospitalaria posoperatoria.

Al realizar una cirugía cerebral mínimamente invasiva, los cirujanos utilizan catéteres de penetración profunda para diagnosticar y tratar enfermedades. Sin embargo, los catéteres que se utilizan actualmente son rígidos y difíciles de colocar con precisión sin la ayuda de herramientas de navegación robóticas. Debido a la inflexibilidad de los catéteres combinada con la complicada y delicada estructura del cerebro, puede resultar difícil colocarlos con precisión, lo que plantea riesgos en este tipo de cirugía.

Para probar su plataforma, los investigadores insertaron el catéter en el cerebro de dos ovejas vivas en el Campus de Medicina Veterinaria de la Universidad de Milán. A las ovejas se les alivió el dolor y se las monitoreó para detectar signos de dolor o angustia las 24 horas del día durante una semana antes de ser sacrificadas para que los investigadores pudieran estudiar los efectos estructurales del catéter en el tejido cerebral.

No encontraron signos de angustia, daño tisular o infección después de la implantación del catéter.

Nuestro análisis concluyó que implantamos estos nuevos catéteres de forma segura, sin ningún daño, infección o sufrimiento. Si logramos resultados igualmente prometedores en humanos, esperamos ver esta plataforma en la clínica dentro de cuatro años.

Nuestros hallazgos podrían tener implicaciones significativas para la cirugía cerebral robótica mínimamente invasiva. Esperamos que ayude a mejorar la seguridad y eficacia de los procedimientos neuroquirúrgicos actuales que requieren un uso preciso de sistemas de tratamiento y diagnóstico, por ejemplo en el contexto de la terapia génica localizada”.

Dr. Riccardo Secoli, autor principal, Departamento de Ingeniería Mecánica Imperial

El profesor Lorenzo Bello, coautor del estudio de la Universidad de Milán, afirma: "Una de las principales limitaciones del MIS actual es que obliga a acceder a un punto profundo a través de un taladro en el cráneo". una trayectoria recta. La limitación del catéter rígido es su precisión dentro de los tejidos en movimiento del cerebro y la deformación del tejido que puede provocar. Ahora hemos descubierto que nuestro catéter orientable puede superar la mayoría de estas limitaciones”.

Este estudio fue financiado por el programa Horizonte 2020 de la UE.

Fuente:

Colegio Imperial de Londres

Referencia:

Secoli, R., et al. (2022) Plataforma robótica modular para neurocirugía de precisión con una aguja bioinspirada: descripción general del sistema y primer uso in vivo. MÁS UNO. doi.org/10.1371/journal.pone.0275686.

.