Ferramentas cirúrgicas com sensores inteligentes podem promover cirurgia e terapia cardíaca

Muitas cirurgias minimamente invasivas contam com cateteres inseridos no corpo através de pequenas incisões para realizar medições diagnósticas e intervenções terapêuticas. Os médicos, por exemplo, usam essa abordagem baseada em cateter para mapear e tratar batimentos cardíacos irregulares (arritmias), muitas vezes localizando e matando ou removendo a área do tecido cardíaco que está causando as arritmias.

Embora amplamente utilizada em cirurgia, a abordagem atual baseada em cateter tem várias desvantagens. A rigidez dos dispositivos de cateter atuais significa que eles não se adaptam bem aos tecidos biológicos moles, impactando o mapeamento de alta fidelidade dos sinais eletrofisiológicos de um órgão. Os dispositivos atuais fazem contato com apenas uma pequena parte de um órgão de cada vez, tornando necessário mover constantemente uma sonda, prolongando os procedimentos médicos. Os sistemas de cateteres atuais também são limitados no número de funções que podem desempenhar, exigindo que os médicos usem vários cateteres em um único procedimento de ablação.

Além disso, procedimentos longos - por exemplo, para localizar e remover tecidos que causam arritmias - correm o risco de expor tanto o paciente quanto o médico a raios-X potencialmente prejudiciais, pois os médicos dependem de imagens de raios-X durante o curso da cirurgia para guiar seus cateteres. Para resolver esses problemas, os pesquisadores desenvolveram uma nova classe de instrumentos médicos equipados com um sistema eletrônico avançado que pode melhorar drasticamente os diagnósticos e tratamentos de várias doenças e condições cardíacas.

Os pesquisadores aplicaram matrizes elásticas e flexíveis de sensores e atuadores de eletrodos, juntamente com sensores de temperatura e pressão, a um sistema de cateter balão frequentemente usado em cirurgias ou ablações minimamente invasivas para tratar condições como arritmias cardíacas.

O novo sistema, que se adapta melhor aos tecidos moles do corpo do que os dispositivos atuais, pode executar uma variedade de funções, incluindo medições simultâneas in vivo de temperatura, força de contato e parâmetros eletrofisiológicos; a capacidade de personalizar as funções diagnósticas e terapêuticas; e feedback em tempo real. O novo sistema também pode reduzir drasticamente a duração dos procedimentos invasivos de ablação e a exposição de pacientes e médicos à radiação de raios-X.

A nova classe de instrumentos permitirá que os médicos adquiram um rico conjunto de informações eletrofisiológicas e realizem cirurgias em tempos mais curtos com um único sistema de cateter instrumentado. Ao equipar um cateter balão com componentes eletrônicos, sensores e atuadores avançados de conformação de órgãos, os pesquisadores superaram as falhas dos sistemas atuais.