Actualmente, para llevar a cabo un examen de los pulmones y las vías respiratorias, los profesionales médicos utilizan un instrumento conocido como broncoscopio. Este procedimiento consiste en pasar un instrumento similar a un tubo flexible de unos 3,5 a 4 milímetros de diámetro a través de la nariz o la boca hasta los conductos bronquiales.
Debido a su tamaño, el broncoscopio solo puede viajar hasta los niveles superiores del árbol bronquial. Así, para profundizar en los pulmones, se pasa un catéter o un tubo fino, que mide unos dos milímetros de diámetro, a través del broncoscopio y luego hacia los tubos más pequeños de los pulmones. No obstante, los médicos están limitados en la forma en que pueden mover un broncoscopio, lo que dificulta la navegación del instrumento y el catéter.
Por ello, ahora, ingenieros y científicos han allanado el camino con un robot que puede llegar a algunos de los bronquios más pequeños de los pulmones para tomar muestras de tejido o administrar terapia contra el cáncer.
En concreto, el dispositivo ha sido desarrollado por un equipo de ingenieros, científicos y médicos con sede en el laboratorio STORM de la Universidad de Leeds (Reino Unido), que es pionero en el uso de sistemas robóticos para ayudar en los procedimientos de endoscopia y catéter.
Los investigadores utilizarán imanes en el exterior del paciente para guiar el robot de tentáculos magnéticos a su lugar
Conocido como un robot de tentáculo magnético, el dispositivo mide solo dos milímetros de diámetro, aproximadamente el doble del tamaño de la punta de un bolígrafo. En este caso, se utilizarán imanes en el exterior del paciente para guiar el robot de tentáculos magnéticos a su lugar.
RÉPLICA EN 3D DE UN ÁRBOL BRONQUIAL
La prueba de concepto que han desarrollado se basó en pruebas de laboratorio que involucraron una réplica en 3D de un árbol bronquial modelado a partir de datos anatómicos. La próxima fase de la investigación será sobre la efectividad del dispositivo para navegar por los pulmones tomados de un cadáver.
Para desarrollar el sistema robótico, el equipo de investigación tuvo que superar dos grandes desafíos. En primer lugar, tenían que hacer un dispositivo que fuera pequeño, flexible y capaz de navegar por los giros y vueltas de la anatomía del árbol bronquial.
En segundo lugar, necesitaban un sistema autónomo para guiar el robot de tentáculos magnéticos a su lugar, eliminando la necesidad de que un médico maniobre manualmente un instrumento para colocarlo en su lugar, lo que a menudo implica que el paciente esté expuesto a rayos X y puede ser técnicamente desafiante de realizar para los profesionales médicos.
Para reducir el tamaño del robot manteniendo la capacidad de control del movimiento, los investigadores lo fabricaron a partir de una serie de segmentos cilíndricos interconectados, cada uno de dos milímetros de diámetro y alrededor de 80 milímetros de longitud.
El robot es muy flexible, capaz de cambiar de forma y lo suficientemente pequeño como para evitar engancharse en las estructuras anatómicas de los pulmones
Los segmentos estaban hechos de un material elastomérico suave o similar al caucho que había sido impregnado con pequeñas partículas magnéticas. Debido a la presencia de las partículas magnéticas, los segmentos interconectados pueden moverse de forma algo independiente bajo el efecto de un campo magnético externo.
MUY FLEXIBLE Y CAPAZ DE CAMBIAR DE FORMA
El resultado es un robot con tentáculos magnéticos que es muy flexible, capaz de cambiar de forma y lo suficientemente pequeño como para evitar engancharse en las estructuras anatómicas de los pulmones.
Se utilizan imanes montados en brazos robóticos en el exterior del paciente para guiar el dispositivo en un proceso que se haría a la medida de cada procedimiento. La ruta a través del árbol bronquial se planificará a partir de exploraciones preoperatorias de los pulmones de un paciente y se programará en el sistema robótico.
A medida que los imanes fuera del paciente se mueven, desarrollan fuerzas sobre las partículas magnéticas en los segmentos del catéter, lo que hace que cambien de forma o dirección, lo que permite maniobrar el robot a través de los pulmones y al sitio de una lesión sospechosa. Una vez en la ubicación objetivo, el robot se usa para tomar una muestra de tejido o administrar un tratamiento.