Investigadores Desarrollan Método para Estabilizar Dedos Robóticos Durante la Cirugía

Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado una nueva tecnología quirúrgica para estabilizar los brazos robóticos durante la cirugía. El nuevo estudio se publicó en la revista Scientific Reports.

Dedos Robóticos como Extensión del Cirujano

El equipo de investigadores demostró que los usuarios pueden tener una percepción precisa de la distancia al contacto a través del uso de corrientes eléctricas que se envían a las huellas dactilares. Las corrientes eléctricas causan pequeños pero perceptibles zumbidos, y los usuarios pueden controlar los dedos robóticos de manera más precisa y precisa cuando operan en superficies frágiles.

Según los investigadores, el método podría ser utilizado por los cirujanos para reducir lesiones involuntarias, algunas de las cuales ocurren durante procedimientos quirúrgicos asistidos por robot.

Hangye Park es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Computación.

“Uno de los desafíos con los dedos robóticos es asegurarse de que puedan ser controlados con precisión suficiente para aterrizar suavemente en tejido biológico”, dijo Park. “Con nuestro diseño, los cirujanos podrán obtener una sensación intuitiva de cuán lejos están sus dedos robóticos del contacto, información que pueden utilizar para tocar estructuras frágiles con la fuerza adecuada”.

Los cirujanos utilizan sistemas quirúrgicos asistidos por robot, o sistemas quirúrgicos telerrobóticos, como extensiones físicas de sí mismos. Los cirujanos controlan entonces los dedos robóticos con movimientos de sus propias manos, lo que permite realizar procedimientos complicados de manera remota. Esto también permite a los cirujanos atender a más pacientes para cuidados médicos, y debido al pequeño tamaño de los dedos robóticos, se pueden realizar incisiones más pequeñas. Con la tecnología, los cirujanos no necesitan realizar incisiones grandes, que a menudo son necesarias para acomodar las manos del cirujano en el cuerpo del paciente.

Uno de los aspectos clave para mover los dedos robóticos con precisión es el uso de transmisión en vivo de información visual, que proviene de cámaras que se colocan en los brazos telerrobóticos. Esto requiere que los cirujanos observen monitores para hacer coincidir los movimientos de sus dedos con los movimientos de los dedos robóticos. Esto les ayuda a localizar dónde están sus dedos robóticos y cuán cerca están uno del otro.

Según Park, la información visual sola no es suficiente para guiar los movimientos finos de los dedos, lo que es extremadamente importante cuando los dedos están operando muy cerca del cerebro y otros tejidos delicados.

“Los cirujanos solo pueden saber cuán lejos están sus dedos reales uno del otro de manera indirecta, es decir, mirando dónde están sus dedos robóticos en relación con cada uno en un monitor”, dijo Park. “Esta visión indirecta disminuye su sensación de cuán lejos están sus dedos reales uno del otro, lo que afecta la forma en que controlan sus dedos robóticos”.

Guante con Probes de Estimulación

Tratando de superar este desafío, el equipo de investigadores desarrolló una forma alternativa de entregar información de distancia, y es independiente de la retroalimentación visual. Lo hacen utilizando guantes con probes de estimulación, que pasan diferentes frecuencias de corrientes eléctricas a las yemas de los dedos. Al hacer esto, los usuarios pueden ser entrenados para asociar la frecuencia de los pulsos de corriente con la distancia, de tal manera que aumenta la frecuencia de la corriente cuando un objeto de prueba se acerca.

La tecnología fue específica para la sensibilidad del usuario a las frecuencias de la corriente eléctrica. Esto significa que en el caso de un usuario que es sensible a un rango más amplio de frecuencias de la corriente, la información de distancia se entregaba con un aumento más pequeño en las corrientes.

Según los investigadores, los usuarios que recibían pulsos eléctricos fueron capaces de reducir su fuerza de contacto en aproximadamente un 70%, y tenían una mayor conciencia de la proximidad a las superficies subyacentes. Una de las observaciones finales fue que la información de proximidad entregada a través de pulsos eléctricos suaves fue aproximadamente tres veces más efectiva que solo la información visual.

http://www.youtube.com/watch?v=5KRSRfeL_tE&feature=emb_title

Según Park, los nuevos desarrollos podrían aumentar drásticamente la maniobrabilidad durante la cirugía, al mismo tiempo que minimizan el daño tisular no intencional.

“Nuestro objetivo era desarrollar una solución que mejorara la precisión en la estimación de la proximidad sin aumentar la carga de pensamiento activo necesario para esta tarea”, dijo. “Cuando nuestra técnica esté lista para su uso en entornos quirúrgicos, los médicos podrán saber intuitivamente cuán lejos están sus dedos robóticos de las estructuras subyacentes, lo que significa que podrán mantener su enfoque activo en optimizar el resultado quirúrgico de sus pacientes”.