Las herramientas quirúrgicas con sensores inteligentes pueden mejorar la cirugía y la terapia cardíacas

Muchas cirugías mínimamente invasivas se basan en catéteres insertados en el cuerpo a través de pequeñas incisiones para realizar mediciones de diagnóstico e intervenciones terapéuticas. Los médicos, por ejemplo, usan este enfoque basado en catéter para mapear y tratar los latidos cardíacos irregulares (arritmias) a menudo localizando y matando o extirpando el área de tejido cardíaco que está causando las arritmias.

Aunque se usa ampliamente en cirugía, el enfoque actual basado en catéter tiene una serie de inconvenientes. La rigidez de los dispositivos de catéter actuales significa que no se ajustan bien a los tejidos biológicos blandos, lo que afecta el mapeo de alta fidelidad de las señales electrofisiológicas de un órgano. Los dispositivos actuales hacen contacto solo con una pequeña parte de un órgano a la vez, lo que hace necesario mover constantemente una sonda, lo que alarga los procedimientos médicos. Los sistemas de catéteres actuales también están limitados en la cantidad de funciones que pueden realizar, lo que requiere que los médicos usen varios catéteres en un solo procedimiento de ablación.

Además, los procedimientos prolongados, por ejemplo, para localizar y extirpar tejidos que causan arritmias, corren el riesgo de exponer tanto al paciente como al médico a rayos X potencialmente dañinos, ya que los médicos confían en las imágenes de rayos X durante el curso de la cirugía para guiar sus catéteres. Para abordar estos problemas, los investigadores desarrollaron una nueva clase de instrumentos médicos equipados con un sistema electrónico suave avanzado que podría mejorar drásticamente los diagnósticos y tratamientos de una serie de enfermedades y afecciones cardíacas.

Los investigadores aplicaron matrices elásticas y flexibles de sensores y actuadores de electrodos, junto con sensores de temperatura y presión, a un sistema de catéter con globo que se usa a menudo en cirugías mínimamente invasivas o ablaciones para tratar afecciones como arritmias cardíacas.

El nuevo sistema, que se adapta mejor al tejido blando del cuerpo que los dispositivos actuales, puede realizar una variedad de funciones que incluyen mediciones simultáneas in vivo de temperatura, fuerza de contacto y parámetros electrofisiológicos; la capacidad de personalizar funciones diagnósticas y terapéuticas; y retroalimentación en tiempo real. El nuevo sistema también puede reducir drásticamente la duración de los procedimientos de ablación invasivos y la exposición de pacientes y médicos a la radiación de rayos X.

La nueva clase de instrumentos permitirá a los médicos adquirir un amplio conjunto de información electrofisiológica y completar cirugías en tiempos más cortos con un solo sistema de catéter instrumentado. Al equipar un catéter con globo con componentes electrónicos, sensores y actuadores avanzados que se ajustan a los órganos, los investigadores superaron las fallas de los sistemas actuales.