Los robots pueden ayudar a los médicos a detectar y tratar tumores colocando una sonda fina en el lugar correcto. De modo que robótica Como los procedimientos de obtención de imágenes como la resonancia magnética no interfieren, los ingenieros de IPA han desarrollado una nueva tecnología de accionamiento.
¿Terapia tumoral sin riesgos y efectos secundarios? Aún así, esto parece impensable. Pero en los laboratorios, los científicos ya están trabajando en soluciones para la medicina del futuro: "Uno de los principales objetivos de la investigación es desarrollar tecnologías para intervenciones mínimamente invasivas que traten los tumores de manera tan precisa y eficiente que no se destruya ningún tejido sano". , explica Johannes Horsch del grupo de proyectos Automation in Medicine and Biotechnology PAMB de Fraunhofer IPA.
Coloque la sonda utilizando imágenes
Junto con su equipo, el ingeniero trabaja en robots, con la ayuda de un cirujano que puede colocar con precisión una sonda fina, tomar una muestra o tratar térmicamente el tejido tumoral. Para llevar una sonda de este tipo exactamente a la ubicación deseada se requiere habilidad y experiencia: si el médico introduce la sonda pequeña con una aguja, debe orientarse por medio de imágenes que indiquen la posición en la pantalla. "Hasta ahora, los métodos basados en rayos X se usan generalmente para obtener imágenes. Sin embargo, estos tienen la desventaja de que no representan tejidos blandos, por ejemplo órganos, muy bien. Además, conducen a una mayor exposición a los rayos X tanto en el médico como en el paciente ", explica Horsch.
El mayor problema: la tecnología de accionamiento
"Más potencial para el futuro, por lo tanto, tiene imágenes de resonancia magnética, resonancia magnética (IRM) corta". Los médicos que desean liderar con la ayuda de imágenes de resonancia magnética (IRM) una sonda a un tumor de hígado, pulmón o intestino alcanzan rápidamente sus límites: el tubo en el que el paciente o el paciente El paciente está mintiendo, deja al cirujano apenas libertad de movimiento. Para resolver este problema, varios equipos de investigación de todo el mundo están trabajando con robots para ayudar a insertar la aguja. "El mayor problema es la tecnología de accionamiento", informa Horsch. "Los motores, estamos hablando de actuadores, no deben contener materiales ferromagnéticos o conductores de electricidad, ya que pueden interferir con las imágenes de resonancia magnética. Por lo tanto, los motores eléctricos clásicos se eliminan. "Incluso los cilindros neumáticos que son difíciles de controlar no son adecuados.
Fuelles de plástico como corazón del motor.
La solución de los ingenieros de IPA: un robot robotizado hidráulico. En el corazón de este actuador se encuentran fuelles de plástico hechos con tecnología de impresión 3D. Parecen un poco de acordeón conectado a una tubería delgada y llena de líquido. Cuando el fluido está presurizado, el acordeón se expande o se dobla. Esta curva se puede utilizar para mover un brazo robótico que, por ejemplo, lleva una sonda de aguja.
Al combinar dos actuadores hidráulicos, el brazo del robot se puede controlar con precisión en dos direcciones espaciales. Gracias a un mecanismo de retroalimentación de fuerza, el cirujano que mueve el brazo robótico detecta cuando la sonda encuentra resistencia. "La verdadera innovación es que los actuadores no contienen partes que interfieran con las grabaciones de MRI", dice Horsch. La hidráulica puede generar grandes fuerzas en un espacio reducido. Esto resuelve los problemas de espacio dentro del tubo de MRI. Aunque todavía necesita un motor que genere presión en las líneas, esto puede estar bien protegido en una habitación contigua.
La nueva tecnología de accionamiento cumple con las expectativas
Los estudios en el Hospital Universitario de Mannheim ahora han demostrado que la nueva tecnología de accionamiento cumple con las expectativas. "Esto sentó las bases para el desarrollo de un sistema de posicionamiento robótico practicable para intervenciones en MRI", dice Horsch. En un proyecto de seguimiento, él y su equipo quieren instalar los actuadores de flexión en un robot que también se fabricará con la tecnología de impresión 3D. Los científicos e ingenieros quieren probar esto en un estudio preclínico sobre réplicas de órganos y tejidos humanos, ya que se utilizan para la capacitación de profesionales médicos.