Revoluție în chirurgie: acest nou tip de instrumente pot schimba definitiv operațiile

Cercetătorii au dezvoltat o nouă clasă de instrumente medicale echipate cu un sistem electronic avansat de soft care ar putea îmbunătăți semnificativ diagnosticele și tratamentele unei serii de boli și afecțiuni cardiace.

Într-o nouă lucrare publicată în revista Nature Biomedical Engineering, cercetătorii, conduși de ingineri de la Universitatea George Washington și Universitatea Northwestern, au aplicat matrici extensibile și flexibile ale senzorilor și actuatorilor de electrozi, împreună cu senzorii de temperatură și presiune, adesea utilizați în operații minim invazive pentru a trata afecțiuni precum aritmiile cardiace.

Noul sistem, care se conformează mai bine țesuturilor moi ale corpului decât dispozitivele actuale, poate îndeplini o varietate de funcții, inclusiv: măsurători simultane in vivo ale temperaturii, forței de contact și parametrii electrofiziologici, capacitatea de a personaliza funcțiile de diagnostic și terapeutice și feedback în timp real.

Noul sistem poate reduce dramatic durata procedurilor de ablație invazivă și expunerea pacienților și a medicilor la radiații cu raze X.

Care este mâncarea favorită a lui Cătălin Botezatu. Este foarte pretențioasă, nu toți românii au șansa de a o gusta

Tipul de ulei care nu se toarnă niciodată în supă. Îi strică tot gustul, nu o vei putea mânca

Multe intervenții chirurgicale minim invazive se bazează pe catetere inserate în corp prin incizii mici, pentru a efectua măsurători de diagnostic și intervenții terapeutice. Medicii, de exemplu, folosesc această abordare bazată pe cateter pentru a mapa și trata bătăile neregulate ale inimii sau aritmiile, adesea prin localizarea și înlăturarea zonei țesutului cardiac care cauzează aritmiile.

Deși este utilizat pe scară largă în chirurgie, abordarea actuală bazată pe cateter are o serie de dezavantaje. Rigiditatea dispozitivelor de cateter de astăzi înseamnă că acestea nu se conformează bine țesuturilor moi, biologice, afectând cartarea de înaltă fidelitate a semnalelor electrofiziologice ale unui organ.

Dispozitivele actuale intră în contact doar cu o mică parte a unui organ la un moment dat, făcând necesară deplasarea constantă a unei sonde, prelungind procedurile medicale. Sistemele actuale de cateter sunt, de asemenea, limitate în ceea ce privește numărul de funcții pe care le pot îndeplini, necesitând ca medicii să utilizeze mai multe catetere într-o singură procedură de ablație.

Capacități pentru controlul feedback-ului în timp real, activat prin funcționarea simultană, multimodală a senzorilor și actuatorilor

În plus, procedurile lungi – de exemplu, pentru localizarea țesuturilor care cauzează aritmii – riscă să expună atât pacientul, cât și medicul la razele X potențial dăunătoare, deoarece medicii se bazează pe imaginile cu raze X în timpul operației pentru a-și îndruma cateterele.

Astfel, noua clasă de instrumente pe care cercetătorii le-au dezvoltat va permite medicilor să dobândească un set bogat de informații electrofiziologice și să finalizeze operațiile în perioade mai scurte cu un singur sistem de cateter instrumentat.

Senzorii și dispozitivele de acționare instrumentate în formate de matrice multiplexate pot testa natura complexă a țesuturilor, în special în inima care bate. Acest lucru va permite, de exemplu, o localizare mai bună a surselor de aritmii letale care cauzează moarte subită cardiacă.

Arhitectura multistratificată și multifuncțională a dispozitivului, cu funcții de diagnostic și terapeutice combinate, îmbunătățește o serie de proceduri cardiace minim invazive, inclusiv ablația de radiofrecvență sau de electroporare ireversibilă – în care celulele cardiace sau nervoase sunt ablate sau „arse” pentru a elimina sursele de aritmie – și livrarea de medicamente și alte biomateriale direct în celule printr-un proces numit electroporație reversibilă.

„Am luat noi materiale avansate și tehnici de fabricație utilizate în mod obișnuit de industria semiconductorilor și le-am aplicat în domeniul medical, în acest caz cardiologie, pentru a avansa o nouă clasă de instrumente medicale care vor îmbunătăți rezultatele cardiace pentru pacienți și vor permite medicilor să îngrijească mai bine, mai sigur și mai specific pacientul”, spune Igor Efimov, profesor de inginerie biomedicală Alisann și Terry Collins la Universitatea George Washington.