Instrumentos médicos más inteligentes para cirugías mínimamente invasivas

Los catéteres son cada vez más inteligentes y ayudan a hacer posible procedimientos médicos más rápidos y seguros. Es probable que estos avances, que ya están beneficiando a pacientes y a médicos, se desarrollen más rápido en los próximos años.

Los catéteres se utilizan en procedimientos intervencionistas y mínimamente invasivos al acceder el área a tratar a través de una pequeña incisión en los vasos sanguíneos, lo que evita procedimientos quirúrgicos altamente invasivos, como la cirugía a corazón abierto. Los procedimientos intervencionistas y mínimamente invasivos, que a menudo se llevan a cabo con anestesia local, suelen llevar menos tiempo que los procedimientos quirúrgicos tradicionales y son mucho menos traumatizantes. Además, el dolor y el malestar del paciente, así como el tiempo de hospitalización y de rehabilitación, se reducen de manera significativa.

Los ingenieros están llevando a cabo esfuerzos para reducir aún más el impacto de los catéteres al hacerlos más pequeños e inteligentes y agregarles capacidades para enviar y recibir señales, datos o energía desde un extremo del catéter al otro. Estas innovaciones podrían ampliar el uso de los procedimientos mínimamente invasivos y mejorar en gran medida los resultados para pacientes en el futuro.

Agregar funciones específicas a un catéter puede proporcionar grandes ventajas para los médicos y sus pacientes. Incorporar sensores de imagen en la punta de un dispositivo podría hacer posible que los médicos monitoreen los procedimientos en tiempo real y se optimicen, a la vez que se depende menos de métodos más invasivos. Por ejemplo, la mayor resolución de los dispositivos de ultrasonido podría hacer posible que los médicos realicen procedimientos de ablación con mayor precisión, lo que hace menos probable que se necesite llevar a cabo procedimientos de seguimiento.

Los catéteres deben ser lo suficientemente pequeños y rápidos como para recorrer el cuerpo de un paciente, así que su espacio interior es muy importante. Esto significa que el reto inherente a la fabricación de catéteres más inteligentes consiste en integrar sensores, cableado y conectores en muy poco espacio. Como resultado, se necesita creatividad de ingeniería para construir sensores lo suficientemente pequeños como para que quepan en los ejes del catéter, así como conexiones y cables delgados que permitan que esos sensores transmitan y reciban señales. Por ejemplo, el sensor de presión IntraSense de TE Connectivity tiene menos de un cuarto de milímetro de ancho y una décima de milímetro de grosor, e incluye cables preconectados, lo que simplifica el montaje y la conexión dentro de un catéter.

A pesar de que estas innovaciones son muy eficaces, su ritmo de desarrollo se ha mantenido relativamente lento. Los nuevos dispositivos que optimizan un procedimiento en particular, por lo general requieren que los ingenieros los personalicen desde el principio. Con un enfoque más flexible y con base en plataformas para la fabricación de dispositivos se podrían generar nuevas posibilidades para poner mejores herramientas en las manos de más médicos con más rapidez y así traten a más pacientes.

Para acelerar la innovación se necesita adoptar un enfoque más flexible con respecto a la integración compleja de los sensores y la electrónica. TE Connectivity se ha esforzado mucho en esta área y ha desarrollado componentes versátiles como los conectores VERSIO, que cuenta con espacio para 208 contactos en un conector adecuado para hasta 1,000 ciclos de acoplamiento en catéteres. Sin embargo, de forma aislada, estos esfuerzos no llevarán a la industria muy lejos. Será necesaria una estrecha colaboración entre los fabricantes de componentes y de dispositivos para consolidar tecnología que posea funciones complementarias en soluciones puntuales comunes.

Por ejemplo, una línea bien diseñada de chips de silicio personalizables y producidos en serie podría brindar a los fabricantes de componentes una solución estándar que pudiesen personalizar con mayor facilidad y rapidez con los dispositivos electrónicos que necesitan los fabricantes y los médicos.

El personal de ingeniería de TE Connectivity trabaja en estrecha colaboración con los ingenieros de nuestros clientes durante el proceso de desarrollo para aclarar los requisitos y los riesgos, y para encontrar soluciones de forma rápida y colaborativa. También contamos con una gran capacidad para la creación de prototipos y realización de pruebas que hace posible evaluar con rapidez las opciones de catéteres al principio del ciclo de diseño y así acelerar la optimización. A medida que las plataformas flexibles se vuelvan más confiables y los ciclos de innovación se acorten, las posibilidades serán cada vez mayores.

Los aspectos clave para el futuro de los catéteres inteligentes con sensores son la seguridad y el costo. Los catéteres desechables son más seguros porque eliminan la contaminación cruzada, a la vez que su fabricación es más económica, ya que no se utilizan en múltiples procedimientos ni pasan por procesos severos de esterilización. El uso de los componentes más caros y los dispositivos reutilizables se justifica por las ventajas para el paciente, el médico o la funcionalidad general de un dispositivo. Por lo tanto, las innovaciones con mayor probabilidad de impulsar el cambio serán aquellas que produzcan una mejora sustancial en el rendimiento y la seguridad del paciente.

Es posible que entre estos avances se encuentre la transmisión inalámbrica de datos a través de microantenas, que podría hacer posible que los procedimientos intervencionistas sean más rápidos y seguros al proporcionar datos en tiempo real para informar y guiar a los médicos. Los datos de temperatura, la información sobre la presión del fluido y la cantidad de fuerza que se aplica en la punta del catéter podrían suminstrar información crítica que podrá orientar a los médicos durante los procedimientos. Los sensores táctiles y los de imagen mejorados podrían proporcionar la información necesaria para ayudar en los procedimientos asistidos por robots al reproducir el sentido del tacto que experimentan los médicos cuando sostienen y manipulan un dispositivo en la actualidad.

Se considera que los procedimientos a distancia mejorarán la seguridad tanto de los pacientes como de los médicos. Los médicos podrían trabajar en mejores condiciones ergonómicas fuera del campo de los rayos X que rodea al paciente. La mejora en el escaneo por imagen podría hacer posible que los médicos vean lo que están haciendo a la vez que se minimiza o elimina el uso de la fluoroscopia de los rayos X y los medios de contraste, lo que mejorará la experiencia del paciente.

Los nuevos materiales, que incluyen polímeros o aleaciones más suaves y flexibles, podrían hacer posible la navegación asistida o autónoma, con lo cual se podría mejorar aún más la seguridad del paciente y los médicos podrán acceder a partes del cuerpo a las que antes no les era posible. A medida que desarrollemos plataformas más flexibles para estos dispositivos, estas innovaciones ocurrirán a un ritmo más acelerado y cambiarán de manera radical la forma en que los médicos y los pacientes experimentan los procedimientos intervencionistas en la actualidad.

En un futuro no muy lejano, es posible que los médicos utilicen lentes de realidad virtual o aumentada que den una vista detallada de la punta del catéter mientras que recorren el cuerpo y llevan a cabo un procedimiento desde una consola de interfaz robótica, asistidos por algoritmos de navegación y procedimiento que traducen los movimientos de la mano y los dedos en las acciones del dispositivo o herramienta en el área a tratar. Mirando aún más hacia el futuro, los dispositivos podrían ser autopropulsados o de navegación automática, y estarán respaldados por sistemas de movimiento hidráulico y otras tecnologías innovadoras, que mejorarán el acceso y reducirán las lesiones. Lo más probable es que estos dispositivos requieran un alto grado de detección y control y, posiblemente, cierto nivel de autonomía.

Desarrollamos con entusiasmo el futuro de la tecnología médica y participamos de manera activa en hacerlo realidad al trabajar en la miniaturización de sensores, la ciencia de materiales y otras áreas, con el objetivo de crear catéteres más seguros y eficaces que sean verdaderamente inteligentes.