Manos libres: uso de imágenes para dirigir agujas flexibles a través del cuerpo
Las técnicas mínimamente invasivas como la biopsia, la laparoscopia y la endoscopia han hecho posible llevar a cabo intervenciones quirúrgicas a través de pequeñas o ninguna incisión, lo que implica menos hemorragias y una recuperación más rápida del paciente. Sin embargo, siguen existiendo desafíos cuando se necesita una intervención quirúrgica en partes del cuerpo a las que resulta más difícil acceder. Una solución que está explorando el proyecto financiado con fondos europeos ROBOTAR es utilizar instrumentos flexibles, dirigidos por bobinas magnéticas, que puedan desplazarse serpenteando alrededor de tejidos y órganos. «La idea básica es que queremos realizar una cirugía mínimamente invasiva de una manera todavía menos invasiva», afirma Sarthak Misra, coordinador del proyecto y profesor del laboratorio Surgical Robotics.
Nuevas vías
Misra y su equipo de la Universidad de Twente (los Países Bajos) desarrollaron el marco conceptual de un sistema de agujas dirigibles para administrar fármacos o nanocuerpos a tejidos enfermos de partes inaccesibles del cuerpo. «El ámbito de aplicación es muy amplio: todo aquel lugar al que resulte difícil acceder, como el tubo digestivo, el encéfalo y el corazón, por lo general implica la necesidad de una cirugía traumática», explica Misra. Usar un campo magnético para dirigir el instrumento permite miniaturizarlo, dado que esto elimina la necesidad de usar cables o tendones en el dispositivo. La posición del instrumento se supervisa mediante un ecógrafo (un equipo habitualmente disponible en entornos clínicos) y el cirujano lo dirige de forma remota con la ayuda de modelos computacionales, imágenes clínicas y técnicas de planificación avanzadas. Todo el sistema es lo suficientemente portátil como para trasladarlo dentro y fuera del quirófano según sea necesario. Para desarrollar el sistema, Misra y su equipo diseñaron primero planes para pacientes específicos, modelando la trayectoria que tendría que seguir la aguja a través del tejido blando para realizar un tratamiento. Las siguientes fases consistieron en el desarrollo del controlador de dirección, la aguja magnética flexible y el sistema de monitorización ecográfica. Por último, se montó el sistema completo. «Contamos con varias versiones de prototipos en el laboratorio, los cuales fueron resultados intermedios», añade Misra. Esto les permitió conseguir dos subvenciones para pruebas de concepto. En la primera, INSPIRE, se examina cómo se puede resolver la estructura tridimensional del instrumento mediante sensores de fibra óptica. En la segunda, RAMSES, se busca desarrollar las bobinas electromagnéticas que guiarán el instrumento.
Cirujanos robóticos
Misra trabajó previamente en el campo de la robótica espacial, lo que incluye los robots Canadarm2 y Dextre que se utilizan en la Estación Espacial Internacional. En la actualidad, aplica esa experiencia a desafíos más terrestres. «Creo que el futuro es que muchas técnicas quirúrgicas como estas sean llevadas a cabo por robots —comenta—. La última decisión estará siempre en manos del profesional médico, pero algunas técnicas de dirección requieren una gran coordinación entre mano y ojo que no resulta fácil mantener a la vez que se realiza un diagnóstico». Este trabajo ha contado con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación (CEI). Misra señala: «Cuando empecé a hablar sobre esto parecía algo descabellado. Se trata de una idea ambiciosa, un problema de alto riesgo que puede ofrecer una gran recompensa tanto para los pacientes como para los profesionales médicos». Lo cierto es que un proyecto como este solo puede ser financiado por el CEI». Además de las subvenciones para prueba de concepto, Misra está contribuyendo a desarrollar conceptos relacionados con ROBOTAR a través del proyecto MAESTRO, con el apoyo de una subvención de consolidación del CEI, que investigará el potencial de los robots inyectables dirigidos por campos magnéticos y ondas acústicas.
Palabras clave
ROBOTAR, robot, instrumento, bobina magnética, ecógrafo, cirugía, flexible, laparoscopia, onda acústica, nanobot