Instrumentos mais inteligentes para cirurgias minimamente invasivas

Os cateteres estão se tornando mais inteligentes, permitindo procedimentos médicos mais rápidos e seguros. Esses avanços, que já são vantajosos para pacientes e médicos, devem se acelerar nos próximos anos.

Os cateteres são usados em procedimentos de intervenção menos invasivos, acessando o local da terapia através de uma pequena incisão nos vasos sanguíneos, permitindo que os médicos evitem procedimentos cirúrgicos altamente invasivos, como a cirurgia de coração aberto. Procedimentos de intervenção minimamente invasivos normalmente levam menos tempo do que os procedimentos cirúrgicos tradicionais e são muito menos traumáticos, muitas vezes sendo realizados sob sedação consciente. Eles resultam em redução significativa da dor e do desconforto do paciente, bem como do tempo de hospitalização e reabilitação.

Os engenheiros têm trabalhado em formas de reduzir ainda mais o impacto dos cateteres, tornando-os menores e mais inteligentes, adicionando recursos para enviar e receber sinais, dados ou energia de e para uma extremidade do cateter a outra. Essas inovações estão expandindo o uso de procedimentos minimamente invasivos e melhorarão significativamente os resultados para inúmeros pacientes no futuro.

Adicionar recursos direcionados a um cateter pode fornecer vantagens poderosas para médicos e seus pacientes. A incorporação de sensores de imagem na ponta de um dispositivo pode permitir que um médico monitore um procedimento em tempo real, aumentando sua eficácia e reduzindo a dependência de métodos mais invasivos. Por exemplo, o aumento da resolução dos dispositivos de ultrassom permite que os médicos direcionem os procedimentos de ablação com maior precisão, reduzindo a necessidade potencial de procedimentos adicionais.

Os cateteres devem ser pequenos e ágeis o suficiente para navegar pelo corpo do paciente e, portanto, suas dimensões são um fator essencial. Logo, o desafio de tornar os cateteres mais inteligentes é uma questão de integrar sensores, cabos e conectores em um espaço muito pequeno. Isso requer engenharia criativa para construir sensores que sejam pequenos o suficiente para caber em eixos de cateter, bem como conexões e fios finos que permitam que esses sensores transmitam e recebam sinais. Por exemplo, o sensor de pressão do cateter Intrasense da TE Connectivity tem menos de um quarto de milímetro de largura e um décimo de milímetro de espessura e inclui cabos pré-conectados, simplificando a montagem e a conexão dentro de um dispositivo de cateter.

Por mais eficazes que essas inovações possam ser, o ritmo de seu desenvolvimento permanece relativamente lento. Novos dispositivos que melhoram a eficácia de um procedimento específico geralmente exigem que os engenheiros os personalizem desde o início. Uma abordagem mais flexível quanto à fabricação de dispositivos, baseada em plataforma, poderia permitir novas possibilidades e disponibilizar ferramentas melhores para mais médicos, de forma mais rápida, ajudando mais pacientes.

Acelerar a inovação requer uma abordagem mais flexível para a complexa integração de sensores e componentes eletrônicos. A TE Connectivity tem trabalhado arduamente nesta área, desenvolvendo componentes versáteis, como a solução de conector VERSIO™, que dá aos projetistas espaço para 208 contatos em um conector que é projetado para suportar 1.000 ciclos de acoplamento com cateteres. No entanto, isoladamente, esses esforços só levarão a indústria até certo ponto. Colaborações estreitas entre fabricantes de componentes e de dispositivos serão necessárias para consolidar a tecnologia que fornece funções complementares em soluções de ponto comum.

Por exemplo, uma família bem projetada de chips de silício personalizáveis e produzidos em massa poderia dar aos fabricantes de componentes uma solução padronizada, que poderia ser modificada de forma mais fácil e rápida em trabalho conjunto com os fabricantes dos dispositivos eletrônicos que os médicos exigem.

As equipes de engenharia da TE trabalham em estreita colaboração com os engenheiros de nossos clientes durante o processo de desenvolvimento para esclarecer requisitos e riscos e criar soluções de forma rápida e colaborativa. Também temos amplos recursos de prototipagem e teste para permitir uma avaliação rápida das opções de cateter no início do ciclo de design, o que acelera a otimização. À medida que as plataformas flexíveis se tornam mais robustas e os ciclos de inovação se encurtam, as possibilidades diante de nós se tornarão cada vez maiores.

As chaves para o futuro dos cateteres inteligentes baseados em sensores são a segurança e o custo. Os cateteres de uso único melhoram a segurança, eliminando preocupações em torno da contaminação cruzada, ao mesmo tempo em que permitem uma construção de baixo custo, já que não precisam suportar vários procedimentos ou processos de esterilização agressivos. Componentes de custo mais alto e dispositivos reutilizáveis são justificados pelas vantagens geradas ao paciente, médico ou funcionalidade geral de um dispositivo. Portanto, as inovações com maior probabilidade de impulsionar a mudança serão aquelas que produzirem uma melhoria substancial no desempenho e na segurança do paciente.

Esses tipos de avanços podem incluir a transmissão de dados sem fio por meio de microantenas que permitirão procedimentos de intervenção mais rápidos e seguros, fornecendo dados em tempo real para informar e orientar o médico. Dados sobre a temperatura, pressão do fluido e a quantidade de força que está sendo aplicada na ponta do cateter oferecerão informações críticas que podem orientar os médicos durante os procedimentos. Sensores táteis e sensores de imagem aprimorados fornecerão as informações necessárias para auxiliar em procedimentos auxiliados por robôs, reproduzindo o senso de tato que os médicos experimentam ao segurar e manipular um dispositivo hoje.

Permitir procedimentos remotos melhorará a segurança de pacientes e médicos. Os médicos poderão trabalhar em melhores condições ergonômicas fora do campo de raios-x ao redor do paciente. A melhoria da imagem permitirá que os médicos vejam o que estão fazendo, minimizando ou eliminando o uso de fluoroscopia de raios-X e meios de contraste, resultando em uma melhor experiência para o paciente.

Novos materiais que incluem polímeros ou ligas mais macios e flexíveis permitirão uma navegação assistida ou autônoma, melhorando ainda mais a segurança do paciente e dando aos médicos acesso a partes do corpo que são historicamente difíceis de alcançar. À medida que trabalhamos para desenvolver plataformas mais flexíveis para esses dispositivos, essas inovações acontecerão mais rapidamente, trazendo mudanças substanciais para a maneira como médicos e pacientes experimentam procedimentos de intervenção hoje.

Em um futuro não tão distante, os médicos poderão usar um fone de ouvido de realidade virtual, ou realidade aumentada, que ofereça uma visão detalhada da ponta do cateter enquanto navegam pelo corpo e realizam procedimentos com um console de interface robótica, auxiliado por algoritmos de navegação e procedimentos que traduzem os movimentos das mãos e dos dedos em ações do dispositivo ou da ferramenta no local da terapia. Olhando ainda mais para o futuro, os dispositivos terão propulsão ou navegação automáticas, auxiliados por sistemas de movimento hidráulico e outras tecnologias inovadoras, melhorando o acesso e reduzindo o trauma. Esses dispositivos exigirão sensores e controles de alto nível – possivelmente até mesmo algum nível de autonomia.

Estamos criando ansiosamente o futuro da tecnologia médica e estamos trabalhando ativamente para torná-lo uma realidade com nosso trabalho em miniaturização de sensores, ciência de materiais e outras áreas para criar cateteres mais seguros e eficazes que sejam verdadeiramente inteligentes.