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Robot simili a serpenti per la chirurgia cardiaca
Un robot chirurgico simile a un serpente della Carnegie Mellon University potrebbe consentire a un chirurgo che esegue un'operazione cardiaca critica di eseguire una sola incisione.
Pronto a sondare: Il CardioArm può muoversi all'interno di un corpo ed eseguire ablazioni cardiache. Un operatore controlla i movimenti del robot utilizzando un joystick.
Conosciuto come CardioArm, il robot curvo è dotato di una serie di giunti che si adattano automaticamente per seguire il percorso tracciato dalla testa del robot. Ciò fornisce una precisione maggiore di quella che può offrire un endoscopio flessibile. È certamente più facile da controllare, afferma Robert Webster III, professore alla Vanderbilt University che lavora su sonde mediche flessibili e non è stato coinvolto nel progetto CardioArm.
Il CardioArm viene azionato utilizzando un computer e un joystick. Dispone di 102 gradi di libertà, di cui tre attivabili contemporaneamente. Ciò gli consente di entrare attraverso un singolo punto nel torace e avvolgere il cuore fino a raggiungere il punto giusto per, ad esempio, rimuovere il tessuto problematico. La cosa bella [del] design è che ogni giunto segue dove sei andato nello spazio. Ciò non è sempre possibile in altri design, afferma Webster. Questo tipo di controllo impedisce alla sonda di urtare un tessuto sensibile. Lo svantaggio di un robot articolato, tuttavia, è che è più difficile da miniaturizzare, afferma Webster.
La versione più piccola del dispositivo è lunga 300 millimetri e ha un diametro di 12 millimetri. Alla fine, i ricercatori della CMU sperano di creare un serpente abbastanza piccolo da entrare nel flusso sanguigno attraverso un vaso sanguigno, afferma Marco Zenati , uno dei principali ricercatori del progetto CardioArm e professore di chirurgia all'Università di Pittsburgh.
Zenati ha utilizzato assistenti chirurgici robotici in passato e osserva che hanno tutti dei limiti. Il sistema da Vinci, ad esempio, non può infilarsi in spazi ristretti all'interno del corpo umano e richiede cinque o sei ingressi, dice.
Rendendosi conto della necessità di robot più avanzati per la chirurgia minimamente invasiva, Zenati ha collaborato con Howie Choset , un vincitore del TR35 noto per il suo lavoro alla CMU sul gattonare serpenti robotici , e Alon Lupo , fondatore e direttore del laboratorio di biorobotica e biometria al Technion, l'Istituto israeliano di tecnologia.
Stiamo lavorando per avere un solo porto nel corpo e da quel punto poter raggiungere qualsiasi località, dice Zenati. Non esiste una tecnologia che permetta di farlo. L'unico è il CardioArm.
La sonda è attualmente in fase di sviluppo dalla startup Cardiorobotics, precedentemente nota come Tecnologie innovative , che Zenati e Choset hanno fondato nel 2005. Finora, il team ha eseguito con successo interventi chirurgici cardiovascolari su nove maiali e due cadaveri umani, afferma Choset. Secondo il sito Web della società, le prove umane dal vivo dovrebbero iniziare entro la fine dell'anno.
Serpenti nei cuori: Il CardioArm a forma di serpente si muove all'interno della membrana che racchiude il cuore di un maiale.
Per la chirurgia minimamente invasiva, hai un laparoscopio lineare rigido o un endoscopio flessibile che si piega facilmente; non c'è niente che sia flessibile e rigido, dice Choset. Ma CardioArm ha i vantaggi di entrambi, dice.
Penso che quello che Howie ha sia una buona piattaforma per arrivare al sito [chirurgico], dice Nabil Simaan , un assistente professore alla Columbia University che sta lavorando su sonde inseribili a forma di serpente per l'addome.
Il team spera di iniziare a testare il CardioArm nella chirurgia dell'orifizio naturale, una tecnica in cui i tessuti vengono rimossi attraverso le aperture esistenti nel corpo, come la bocca, per evitare il dolore postoperatorio e ridurre i tempi di recupero. Zenati mira a fare in modo che i chirurghi utilizzino CardioArms all'unisono, come un polpo, con due o tre tentacoli che entrano tutti attraverso un'incisione e poi si diramano.