Pesquisadores Desenvolvem Método para Estabilizar Dedos Robóticos Durante Cirurgia

Pesquisadores da Universidade de Texas A&M desenvolveram uma nova tecnologia cirúrgica para estabilizar braços robóticos durante a cirurgia. O novo estudo foi publicado na revista Scientific Reports.

Dedos Robóticos como Extensão do Cirurgião

A equipe de pesquisadores demonstrou que os usuários podem ter uma percepção precisa da distância para o contato por meio do uso de correntes elétricas que são enviadas para as impressões digitais. As correntes elétricas causam pequenos, mas perceptíveis, zumbidos, e os usuários são capazes de controlar os dedos robóticos de forma mais precisa e precisa quando operam em superfícies frágeis.

De acordo com os pesquisadores, o método pode ser usado por cirurgiões para reduzir lesões involuntárias, algumas das quais ocorrem durante procedimentos operatórios assistidos por robô.

Hangye Park é professor assistente no Departamento de Engenharia Elétrica e Computacional.

“Um dos desafios com os dedos robóticos é garantir que eles possam ser controlados com precisão suficiente para pousar suavemente em tecido biológico”, disse Park. “Com nosso design, os cirurgiões serão capazes de obter uma sensação intuitiva de quão longe seus dedos robóticos estão do contato, informações que eles podem usar para tocar estruturas frágeis com a força certa.”

Os cirurgiões utilizam sistemas cirúrgicos assistidos por robô, ou sistemas cirúrgicos telerobóticos, como extensões físicas de si mesmos. Os cirurgiões então controlam os dedos robóticos com movimentos de seus próprios, o que permite que procedimentos complicados sejam feitos remotamente. Isso também permite que os cirurgiões atendam a mais pacientes para cuidados médicos, e, devido ao tamanho pequeno dos dedos robóticos, incisões menores podem ser feitas. Com a tecnologia, os cirurgiões não precisam fazer incisões grandes, que são frequentemente necessárias para acomodar as mãos do cirurgião no corpo do paciente.

Um dos aspectos-chave para mover os dedos robóticos com precisão é o uso de transmissão ao vivo de informações visuais, que vêm de câmeras colocadas em braços telerobóticos. Isso exige que os cirurgiões observem monitores para combinar os movimentos de seus dedos com os movimentos dos dedos robóticos. Isso ajuda a localizar onde seus dedos robóticos estão e quão perto eles estão um do outro.

De acordo com Park, as informações visuais sozinhas não são suficientes para guiar os movimentos finos dos dedos, o que é extremamente importante quando os dedos estão operando muito perto do cérebro e de outros tecidos delicados.

“Os cirurgiões só podem saber quão longe seus dedos reais estão um do outro indiretamente, ou seja, olhando para onde seus dedos robóticos estão em relação um ao outro no monitor”, disse Park. “Essa visão indireta diminui sua sensação de quão longe seus dedos reais estão um do outro, o que afeta como eles controlam seus dedos robóticos.”

Luva Equipada com Sondas de Estimulação

Tentando superar esse desafio, a equipe de pesquisadores desenvolveu uma forma alternativa de fornecer informações de distância, e ela é independente de feedback visual. Eles fazem isso usando luvas equipadas com sondas de estimulação, que passam diferentes frequências de correntes elétricas para as pontas dos dedos. Ao fazer isso, os usuários foram capazes de ser treinados para associar a frequência de pulsos de corrente com a distância, de tal forma que há um aumento na frequência de correntes quando um objeto de teste está se aproximando.

A tecnologia foi específica para a sensibilidade do usuário às frequências de correntes elétricas. Isso significa que, no caso de um usuário ser sensível a uma faixa mais ampla de frequências de correntes, as informações de distância foram então entregues com um aumento menor nas correntes.

De acordo com os pesquisadores, os usuários que recebiam pulsos elétricos foram capazes de reduzir a força de contato em cerca de 70%, e eles tinham uma consciência aumentada da proximidade com as superfícies subjacentes. Uma das observações finais foi que as informações de proximidade entregues por meio de pulsos elétricos suaves foram cerca de três vezes mais eficazes do que apenas informações visuais.

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

De acordo com Park, os novos desenvolvimentos podem aumentar drasticamente a manobrabilidade durante a cirurgia, ao mesmo tempo minimizando o dano tecidual não intencional.

“Nosso objetivo era criar uma solução que melhoraria a precisão na estimativa de proximidade sem aumentar a carga de pensamento ativo necessário para essa tarefa”, disse ele. “Quando nossa técnica estiver pronta para uso em configurações cirúrgicas, os médicos serão capazes de saber intuitivamente quão longe seus dedos robóticos estão de estruturas subjacentes, o que significa que eles podem manter seu foco ativo na otimização do resultado cirúrgico de seus pacientes.”