Novas pesquisas podem ter implicações significativas para a cirurgia cerebral robótica minimamente invasiva

Novas pesquisas podem ter implicações significativas para a cirurgia cerebral robótica minimamente invasiva

As primeiras pesquisas testaram a introdução e a segurança do novo design de cateter implantável em duas ovelhas para determinar seu potencial para uso no diagnóstico e tratamento de doenças cerebrais.

Se a plataforma se revelar eficaz e segura para utilização em humanos, poderá simplificar o diagnóstico e o tratamento de doenças nas áreas profundas e sensíveis do cérebro e reduzir os riscos associados ao diagnóstico e ao tratamento.

Poderia ajudar os cirurgiões a examinar mais profundamente o cérebro para diagnosticar doenças, aplicar tratamentos como medicamentos e ablação a laser com mais precisão em tumores e usar melhor eletrodos para estimulação cerebral profunda em doenças como Parkinson e epilepsia.

O autor principal, Professor Ferdinando Rodriguez y Baena, do Departamento de Engenharia Mecânica do Imperial, liderou o esforço europeu e disse: “O cérebro é uma rede frágil e complexa de células nervosas densamente compactadas, cada uma desempenhando seu próprio papel”. Quando ocorre uma doença, queremos ser capazes de navegar neste ambiente delicado e atingir com precisão estas áreas sem danificar as células saudáveis.

“Nossa nova plataforma precisa e minimamente invasiva melhora a tecnologia atualmente disponível e, se comprovadamente segura e eficaz, poderá melhorar nossa capacidade de diagnosticar e tratar doenças em pessoas com segurança e eficácia.”

Os resultados foram desenvolvidos como parte do projeto Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020) e publicados na PLOS ONE.

Operação furtiva

A plataforma representa uma melhoria em relação à cirurgia minimamente invasiva ou “buraco de fechadura” existente, na qual os cirurgiões inserem pequenas câmeras e cateteres através de pequenas incisões no corpo.

Inclui um cateter macio e flexível para evitar danos ao tecido cerebral durante o tratamento e um braço robótico equipado com inteligência artificial (IA) para ajudar os cirurgiões a navegar o cateter através do tecido cerebral.

Inspirado nos órgãos que as vespas parasitas usam para depositar ovos secretamente na casca das árvores, o cateter consiste em quatro segmentos interligados que deslizam uns sobre os outros para permitir uma navegação flexível.

Ele está conectado a uma plataforma robótica que combina informações humanas e aprendizado de máquina para guiar cuidadosamente o cateter até o local da doença. Os cirurgiões então inserem fibras ópticas sobre o cateter para que possam ver a ponta e navegar ao longo do tecido cerebral usando controles de joystick.

A plataforma de IA aprende com as informações do cirurgião e as forças de contato no tecido cerebral para guiar o cateter com extrema precisão.

Em comparação com as técnicas cirúrgicas “abertas” tradicionais, a nova abordagem poderia, em última análise, ajudar a reduzir os danos nos tecidos durante a cirurgia e diminuir o tempo de recuperação do paciente e a duração da internação hospitalar pós-operatória.

Ao realizar cirurgias cerebrais minimamente invasivas, os cirurgiões usam cateteres de penetração profunda para diagnosticar e tratar doenças. No entanto, os cateteres atualmente em uso são rígidos e difíceis de colocar com precisão sem o auxílio de ferramentas de navegação robótica. Devido à inflexibilidade dos cateteres combinada com a estrutura complicada e delicada do cérebro, pode ser difícil colocar os cateteres com precisão, o que representa riscos neste tipo de cirurgia.

Para testar a sua plataforma, os investigadores inseriram o cateter no cérebro de duas ovelhas vivas no Campus de Medicina Veterinária da Universidade de Milão. As ovelhas receberam alívio da dor e foram monitoradas quanto a sinais de dor ou sofrimento 24 horas por dia durante uma semana antes de serem sacrificadas para que os pesquisadores pudessem estudar os efeitos estruturais do cateter no tecido cerebral.

Eles não encontraram sinais de sofrimento, danos nos tecidos ou infecção após a implantação do cateter.

Nossa análise concluiu que implantamos esses novos cateteres com segurança, sem qualquer dano, infecção ou sofrimento. Se conseguirmos resultados igualmente promissores em humanos, esperamos ver esta plataforma na clínica dentro de quatro anos.

Nossas descobertas podem ter implicações significativas para a cirurgia cerebral robótica minimamente invasiva. Esperamos que ajude a melhorar a segurança e a eficácia dos procedimentos neurocirúrgicos atuais que exigem o uso preciso de sistemas de tratamento e diagnóstico, por exemplo, no contexto da terapia genética localizada.”

Dr. Riccardo Secoli, autor principal, Departamento Imperial de Engenharia Mecânica

O professor Lorenzo Bello, coautor do estudo da Universidade de Milão, disse: “Uma das principais limitações do atual MIS é que ele força você a acessar um ponto profundo através de um furo no crânio”. uma trajetória reta. A limitação do cateter rígido é a sua precisão nos tecidos móveis do cérebro e a deformação tecidual que pode causar. Descobrimos agora que nosso cateter orientável pode superar a maioria dessas limitações.”

Este estudo foi financiado pelo programa Horizonte 2020 da UE.

Fonte:

Colégio Imperial de Londres

Referência:

Secoli, R., et al. (2022) Plataforma robótica modular para neurocirurgia de precisão com agulha bioinspirada: visão geral do sistema e primeiro uso in vivo. MAIS UM. doi.org/10.1371/journal.pone.0275686.

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