Robôs operam coração batendo graças à visualização 3D

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/01/2010

Além do coração, o modelo 3-D computadorizado também acompanha o movimento da parede torácica do paciente durante a respiração, o que amplia sua possibilidade de utilização em outras cirurgias.
[Imagem: Richa et al.]

As limitações dos robôs cirurgiões

Os robôs cirurgiões tornaram-se uma realidade mais cedo do que se imaginava a princípio. No Brasil, até mesmo o Sistema Único de Saúde (SUS) já autoriza cirurgias feitas por robôs.

Os pesquisadores já demonstraram inclusive a viabilidade de cirurgias totalmente robotizadas.

Contudo, a precisão dos robôs geralmente tem seu custo - um paciente totalmente imóvel é uma regra para permitir que o cirurgião mecatrônico faça incisões tecnicamente perfeitas.

Isto torna difícil o uso dos robôs em cirurgias cardíacas - o bater constante do coração inviabiliza seu uso. O mesmo se dá em cirurgias ainda mais delicadas, no cérebro por exemplo, onde o movimento das veias e artérias, que é um movimento 3D, pode impedir a exploração da precisão dos robôs para minimizar o risco de danos às áreas sãs do organismo.

Modelo 3D do coração

Mas essas limitações parecem estar prestes a serem superadas.

Uma equipe de cientistas trabalhando no Centro Nacional de Pesquisas Científicas, da França, desenvolveu um modelo computadorizado em três dimensões capaz de acompanhar o movimento 3D da superfície do coração conforme ele bate - com extrema precisão e em tempo real.

Inserindo diretamente os dados do modelo no programa do robô cirurgião, os instrumentos robóticos movimentam-se de forma inteiramente coordenada com o bater do coração, permitindo que a cirurgia robotizada seja feita como se o coração estivesse parado.

Hoje, as cirurgias muito delicadas exigem que o coração seja efetivamente parado temporariamente. A nova tecnologia permitirá a redução dos riscos para o paciente representados por esses procedimentos.

Além do coração, o modelo 3-D computadorizado também acompanha o movimento da parede torácica do paciente durante a respiração, o que amplia sua possibilidade de utilização em outras cirurgias, melhorando o desempenho dos robôs cirurgiões de forma geral.

Cirurgias mais precisas

Ao longo dos últimos 10 anos, os braços robóticos tornaram-se essenciais em vários tipos de procedimentos cirúrgicos, incluindo as microcirurgias e as operações que requerem movimentos extremamente delicados.

No entanto, essas máquinas também impedem os cirurgiões de utilizar o seu sentido do tato e sua coordenação motora para se adaptar às variações no ambiente variável do corpo do paciente.

Este novo modelo gerado por computador permite que o cirurgião concentre-se nas operações de corte ou sutura, sem se preocupar em ajustar as ferramentas de acordo com o movimento da área operada.

Em última instância, esta inovação terá aplicações potenciais nas cirurgias cardíacas, incluindo a revascularização do miocárdio (pontes de safena e inserção de stents) e muitos tipos de cirurgia cerebral.

Rogério Richa e seus colegas afirmam que o avanço também permitirá a execução de várias cirurgias que hoje são consideradas arriscadas demais, onde o risco de complicações supera os benefícios esperados de uma cirurgia manual.

Modelo matemático do coração

Esta é a primeira tentativa bem-sucedida de efetivamente isolar os movimentos físicos do coração e dos pulmões durante a cirurgia. Isso é particularmente difícil dada a forma irregular do coração, assim como a sua tendência para se expandir em todos os sentidos durante o batimento. A superfície irregular do coração também torna mais difícil a utilização do rastreamento visual para identificar com precisão os movimentos 3D.

O desenvolvimento do modelo 3-D em tempo real foi possível graças a uma nova abordagem que se baseia em uma representação matemática da superfície do coração enquanto ele se move em três dimensões durante o bombeamento.

Várias tentativas já haviam sido feitas para a utilização de modelagem por computador para levar em conta os movimentos do coração e da respiração. No entanto, os esforços anteriores usavam imagens 2D combinadas com outras etapas de mensuração e cálculo, o que as torna lentas demais para fornecer um feedback instantâneo durante uma cirurgia.

O novo sistema de imageamento 3D prevê os movimentos do coração em uma única etapa, o que o torna rápido o suficiente para ser utilizado no ambiente real de uma sala cirúrgica.

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