Chirurgia cerebrală implică, de obicei, deschiderea unei părţi din craniu pentru a permite accesul la zone greu de atins. Această procedură este invazivă, riscantă şi necesită un timp îndelungat de recuperare. Cercetătorii au dezvoltat un set de instrumente chirurgicale miniaturale controlate magnetic, care ar putea permite intervenţii minim invazive pe creier. Această tehnologie inovatoare ar putea deschide calea către o nouă eră în neurochirurgie, reducând riscurile şi îmbunătăţind recuperarea pacienţilor.
Majoritatea intervenţiilor chirurgicale pe creier necesită îndepărtarea unei părţi a craniului pentru a permite accesul la zone dificile sau pentru îndepărtarea tumorilor. Această procedură este invazivă, prezintă riscuri şi necesită un timp lung de recuperare.
O echipă de cercetători a dezvoltat acum un nou set de instrumente chirurgicale robotizate de dimensiuni extrem de mici, care ar putea permite chirurgilor să efectueze operaţii minim invazive pe creier. Deşi aceste instrumente sunt de doar 3 mm în diametru, ele sunt capabile să reproducă mişcările unui chirurg cu o precizie ridicată, oferind noi posibilităţi pentru intervenţiile neurochirurgicale.
Un articol detaliat a apărut pe 27 martie în revista Science Robotics.
Instrumentele robotizate pentru chirurgie (cu un diametru de aproximativ 8 mm) sunt utilizate de zeci de ani în intervenţiile minim invazive din alte părţi ale corpului. Provocarea a fost dezvoltarea unui instrument suficient de mic pentru neurochirurgie.
Un proiect condus de Universitatea din Toronto, în colaborare cu Spitalul pentru Copii SickKids din Canada, a dus la crearea unui set de instrumente neurochirurgicale extrem de mici. Acestea au un diametru de doar 3 mm şi au fost testate în laborator, demonstrând că pot prinde, trage şi tăia ţesutul cu o precizie impresionantă.
Dimensiunea redusă a acestor instrumente a fost posibilă datorită utilizării câmpurilor magnetice externe pentru alimentarea lor, eliminând necesitatea motoarelor interne.
Instrumentele robotizate tradiţionale sunt acţionate de cabluri conectate la motoare electrice, similare cu modul în care degetele umane sunt manipulate de tendoane legate de muşchii încheieturii. Însă, la scară milimetrică, utilizarea cablurilor este problematică, deoarece acestea sunt fragile, susceptibile la frecare şi tensionare, ceea ce limitează miniaturizarea instrumentelor.
Noul sistem robotizat este alcătuit din două componente. Prima include instrumentele chirurgicale propriu-zise: un dispozitiv de prindere, un bisturiu şi o pereche de pense. A doua componentă este un „pat cu bobine”, o masă chirurgicală cu bobine electromagnetice integrate.
În acest sistem, pacientul ar fi poziţionat cu capul deasupra bobinelor, iar instrumentele robotizate ar fi introduse în creier printr-o mică incizie. Prin ajustarea curentului electric din bobine, câmpurile magnetice pot fi manipulate astfel încât instrumentele să prindă, să tragă sau să taie ţesutul, în funcţie de necesităţile intervenţiei.
În chirurgia cerebrală deschisă, chirurgii se bazează pe mobilitatea încheieturii mâinii pentru a pivota instrumentele şi a accesa zonele greu de atins, cum ar fi tumorile aflate în cavitatea centrală a creierului. Noile instrumente robotizate pot imita aceste mişcări printr-un sistem de control magnetic.
Aceste instrumente au fost testate în studii preclinice, utilizând materiale cu proprietăţi mecanice similare ţesutului cerebral. În unele teste, cercetătorii au folosit bucăţi de tofu şi zmeură plasate într-un model de creier.
Credit: Science Robotics (26 martie 2025)
Performanţele acestor instrumente au fost comparate cu cele ale instrumentelor chirurgicale tradiţionale, utilizate de chirurgi experimentaţi. Rezultatele au arătat că tăieturile realizate cu bisturiul magnetic sunt mai precise şi mai uniforme, cu o lăţime medie de 0,3–0,4 mm, în timp ce bisturiele tradiţionale realizau tăieturi cuprinse între 0,6 şi 2,1 mm.
În plus, dispozitivele de prindere au reuşit să preia obiectele ţintă în 76% din cazuri, demonstrând o precizie ridicată.
Cercetătorii au fost surprinşi de performanţa acestor instrumente robotizate, însă recunosc că mai este un drum lung până când tehnologia va putea fi utilizată în practica clinică. Dezvoltarea şi testarea dispozitivelor medicale, în special a roboţilor chirurgicali, poate dura ani sau chiar decenii.
Acest studiu face parte dintr-un proiect amplu coordonat de Eric Diller de la Universitatea din Toronto, un expert în micro-roboţi acţionaţi magnetic.
Următorul pas este adaptarea sistemului robotic astfel încât să poată fi utilizat în sălile de operaţie, asigurând compatibilitatea acestuia cu sistemele de imagistică medicală, precum fluoroscopia cu raze X. După această etapă, instrumentele vor putea fi testate în studii clinice.
Cercetătorii sunt entuziasmaţi de potenţialul acestei tehnologii, care ar putea inaugura o nouă eră a instrumentelor neurochirurgicale minim invazive.
