Chirurgia modernă a trecut de la incizii lungi la incizii minuscule ghidate de roboți și AI. Cu toate acestea, chirurgii au pierdut ceva esențial în acest proces: posibilitatea de a simți direct interiorul corpului. Fără palpare, detectarea anomaliilor tisulare în timpul unei intervenții chirurgicale devine mai dificilă.
Un grup de chirurgi și ingineri europeni încearcă acum să readucă acest aspect vital al chirurgiei.
Lucrând în cadrul unei colaborări de cercetare finanțate de UE, numită PALPABLE, grupul dezvoltă un „vârf de deget” robotic moale, capabil să detecteze cât de ferm sau de moale este țesutul în timpul intervențiilor chirurgicale minim invazive și asistate de roboți.
Cercetarea se desfășoară până la sfârșitul anului 2026, preconizându-se că un prim prototip va fi testat de chirurgi în jurul lunii martie 2026.
Prin combinarea senzorilor optici, a roboticii moi și a AI, echipa proiectează o sondă care imită modul în care un vârf de deget apasă și simte în timpul unei intervenții chirurgicale. Aceasta va palpa delicat organele și va crea o hartă vizuală a rigidității țesuturilor, afișată pe un ecran pentru a-i ghida pe chirurgi în timpul operației.
Pierderea simțului tactil al chirurgului
Pentru mulți chirurgi, pierderea contactului tactil direct cu țesuturile a fost unul dintre compromisurile tăcute ale chirurgiei moderne.
„Am început acum 30 de ani cu chirurgia deschisă, folosindu-ne de degete”, a spus profesorul Alberto Arezzo de la Universitatea din Torino, Italia. Este specializat în chirurgie minim invazivă și robotică și tratează în principal pacienți cu cancer colorectal.
„Apoi, am intrat în era chirurgiei laparoscopice, care a redus feedback-ul tactil, deoarece am început să folosim instrumente lungi”, a explicat el.
Din anii 1990, chirurgia laparoscopică a devenit din ce în ce mai răspândită, permițând chirurgilor să opereze prin incizii mici, cu ajutorul unei camere. Pacienții au beneficiat de mai puține traume, spitalizări mai scurte și o recuperare mai rapidă.
Însă acest proces a venit cu prețul pierderii contactului fizic direct. Iar acest aspect este important, deoarece tumorile au adesea o textură diferită de țesutul sănătos – sunt mai rigide, mai puțin flexibile sau neregulate – diferențe pe care mâinile cu experiență le pot detecta.
Identificarea marginilor tumorii
Atunci când operează cancerul, chirurgii merg pe teren minat: dacă îndepărtează prea mult țesut, funcția poate fi afectată; dacă îndepărtează prea puțin, cancerul poate rămâne și se poate răspândi din nou, necesitând intervenții suplimentare.
„Nu ne dorim asta. Vrem ca totul să fie rezolvat dintr-o singură intervenție”, a declarat dr. Gadi Marom de la Hadassah Medical Centre din Ierusalim, unul dintre clinicienii implicați în cercetare, specializat în chirurgie minim invazivă și robotică pentru afecțiuni ale stomacului și esofagului.
Aici intervine tehnologia de detecție. Prin transformarea contactului fizic în informație vizuală, cum ar fi o hartă codificată cromatic, care arată zonele mai moi și mai ferme, chirurgii ar putea recăpăta un echivalent funcțional al simțului tactil.
„Cu ajutorul unui nou instrument, dorim să putem determina marginile din jurul unei tumori”, a declarat Marom.
A simți cu ajutorul luminii
Pentru a face acest lucru, inginerii din echipă apelează la lumină.
Sonda pe care o dezvoltă conține cabluri cu fibră optică încorporate într-un vârf moale și flexibil. Atunci când apasă pe țesut, vârful se deformează, iar lumina care circulă prin fibre se modifică.
„Un dom din silicon apasă pe țesutul moale, permițându-ne să cartografiem atât direcția, cât și intensitatea forței aplicate”, a explicat dr. Georgios Violakis de la Hellenic Mediterranean University din Heraklion, Creta.
Aceste mici variații ale intensității și lungimii de undă a luminii sunt apoi transformate în informații despre rigiditatea țesutului.
În laborator, echipa a construit deja și a calibrat versiuni timpurii ale membranei moi și ale senzorilor bazați pe lumină, cu contribuții din partea partenerilor din sistem.
Queen Mary University of London (Marea Britanie) ajută la proiectarea și rafinarea membranelor, Institutul Fraunhofer (Germania) dezvoltă filmele funcționale, iar Bendabl (Grecia), Tech Hive Labs (Grecia) și Universitatea din Essex (Marea Britanie) avansează software-ul necesar pentru a vizualiza rigiditatea și hărțile tactile.
Prototipul va fi validat prin teste de laborator înainte de a fi utilizat pe pacienți.
Cablurile cu fibră optică au fiecare aproximativ grosimea unui fir de păr uman. Tehnologii de detecție similare sunt folosite de mult timp pentru a identifica mișcări mici în structuri mari, precum avioane, zgârie-nori și reactoare nucleare. Aici însă, ele sunt aplicate la o scară mult mai mică, pentru a detecta diferențe subtile în țesutul uman.
„Pentru a atinge organele din interiorul unui pacient anesteziat, dispozitivul trebuie să fie extrem de precis și să aibă o rezoluție foarte mare”, a spus profesorul Panagiotis Polygerinos, cercetător în robotică moale la Hellenic Mediterranean University.
„Ceva de acest gen ar fi fost posibil și mai devreme, dar tehnologia ar fi fost mult mai scumpă și mai puțin precisă, ceea ce ar fi făcut-o nepractică pentru uz clinic.”
Dotarea roboților cu simț tactil
Pe măsură ce chirurgia devine din ce în ce mai robotică, pierderea feedback-ului tactil devine tot mai problematică – iar restabilirea simțului atingerii, tot mai vitală.
„Când operez cu un robot, am avantajul vederii 3D”, a spus Marom. „Și nu trebuie să stau în picioare pe toată durata operației.” Acest lucru contează în proceduri lungi, precum îndepărtarea esofagului, care poate dura până la opt ore.
Chirurgia robotică deschide și noi posibilități. Marom speră că, în viitor, în cazuri atent selectate, chirurgii vor putea îndepărta tumori mici din esofag fără a elimina întregul organ.
Dar există și un dezavantaj.
„În chirurgia robotică, feedback-ul tactil este în mare parte absent”, a spus Arezzo. „De aceea, această muncă este atât de importantă.”
Ambii chirurgi cred că robotica va continua să se extindă în sălile de operație, dar numai dacă chirurgii vor primi informații senzoriale mai bune.
„Mai devreme sau mai târziu, cred că majoritatea intervențiilor chirurgicale vor fi robotice”, a spus Arezzo.
Pentru Marom, colaborarea strânsă cu inginerii a fost esențială. „Sunt expus la robotica moale și la multe tehnologii noi”, a spus el. „Văd cum pot fi dezvoltate instrumente noi.”
„Concluzia este că vom putea oferi îngrijiri mai bune pacienților noștri”, a adăugat el.
Articol scris de Anthony King
Studiile menționate în acest articol au fost finanțate prin Programul Orizont al Uniunii Europene. Opiniile persoanelor intervievate nu reflectă neapărat poziția Comisiei Europene.
Acest articol a fost publicat inițial în Orizont Revista UE pentru cercetare și inovare.
Mai multe informații