Tendencias21

Un robot opera el cerebro entrando por la mejilla

Ingenieros de la Universidad de Vanderbilt (Tennesse, EE.UU.) han desarrollado una plataforma robótica que, mediante agujas curvas, opera en el cerebro entrando por la mejilla, disminuyendo radicalmente la peligrosidad. En concreto, el sistema está diseñado para tratar epilepsias graves, que normalmente se operan perforando el cráneo, de forma mucho más invasiva.

Un robot opera el cerebro entrando por la mejilla

Para los casos más graves, el tratamiento de la epilepsia consiste en perforar el cráneo para destruir la pequeña área del cerebro donde se originan las convulsiones: un método invasivo, peligroso y con un largo período de recuperación.

Hace cinco años, un equipo de ingenieros de la Universidad de Vanderbilt (Nashville, Tennessee, EE.UU.) se preguntó: ¿Es posible hacer frente a las crisis epilépticas de una forma menos invasiva? Consideraron que sería posible. Debido a que el área del cerebro involucrada es el hipocampo, que está situado en la parte inferior del cerebro, podrían desarrollar un dispositivo robótico que accediera a través de la mejilla para penetrar en el cerebro desde abajo, lo que evitaría tener que perforar a través del cráneo, ya que está mucho más cerca de la zona objetivo.

Para ello, sin embargo, había que desarrollar una aguja de aleación con memoria de forma que se pudiera dirigir con precisión lo largo de una trayectoria curva, así como una plataforma robótica que pudiera operar dentro del potente campo magnético creado por un escáner de resonancia magnética.

Prototipo desarrollado

Los ingenieros han desarrollado a partir de estas ideas un prototipo de trabajo, que fue presentado en una demostración en vivo, en la Conferencia de Investigación e Innovación en Energía transmitida por Fluidos, celebrada en Nashville. La presentación corrió a cargo de David Comber, el estudiante de posgrado en ingeniería mecánica que hizo gran parte del trabajo de diseño.

El resultado es una aguja de níquel-titanio de 1,14 milímetros, que funciona como un lápiz mecánico, con tubos concéntricos, algunos de los cuales están curvados, que permiten que la punta siga una trayectoria curva en el cerebro. (A diferencia de muchos metales comunes, el níquel-titanio es compatible con las resonancias magnéticas). Utilizando aire comprimido, una plataforma robótica dirige y hace avanzar de manera controlada los segmentos de aguja de milímetro en milímetro.

Según Comber, han medido la precisión del sistema en el laboratorio y encontrado que es mejor esa longitud que 1,18 mm. Además, la aguja se inserta dando milimétricos pasos, para que el cirujano pueda realizar un seguimiento de su posición haciendo sucesivas resonancias.

Según el profesor de Ingeniería Mecánica Eric Barth, que dirigió el proyecto, la siguiente etapa en el desarrollo del robot quirúrgico es probarlo con cadáveres. Se estima que podría estar en salas de operaciones durante la próxima década.

Un robot opera el cerebro entrando por la mejilla

Aprovechar lo ya hecho

Para realizar el diseño, el equipo empezó aprovechando las capacidades que ya tenían. "He hecho un montón de trabajo en mi carrera sobre control de sistemas neumáticos", explica Barth en la información de la Universidad de Vanderbilt. "Sabíamos que teníamos la capacidad de poner un robot en el escáner de resonancia magnética. Entonces pensamos: ¿Qué podemos hacer que tenga el mayor impacto?"

Al mismo tiempo, el profesor de Ingeniería Mecánica Robert Webster había desarrollado un sistema de agujas quirúrgicas orientables. "La idea de esto surgió un día que Eric y yo estábamos hablando en el pasillo y nos dimos cuenta de que su experiencia en neumática era perfecta para el entorno de las resonancias magnéticas, y que podía combinarse con las agujas dirigibles en las que yo había estado trabajando", recuerda Webster.

Observando cirugías cerebrales

Los ingenieros identificaron la cirugía de la epilepsia como una aplicación de alto impacto conversando con el profesor de Cirugía Neurológica Joseph Neimat.

Se enteraron de que los neurocientíficos utilizan actualmente el enfoque a-través de-la-mejilla para implantar electrodos en el cerebro, rastrear la actividad cerebral e identificar dónde se originan los ataques epilépticos.

Pero las agujas rectas que utilizan no pueden llegar a la región de origen, por lo que deben perforar el cráneo e insertar la aguja a través de la parte superior de la cabeza. Comber y Barth observaron a Neimat realizar cirugías cerebrales para entender cómo podría funcionar su dispositivo en la práctica.

"Los sistemas que tenemos ahora se mueven en líneas rectas y se guían sólo manualmente", explica Neimat. "Tener un sistema con una aguja curva y acceso ilimitado haría a las cirugías mínimamente invasivas. Podríamos hacer una cirugía importante simplemente con un pinchazo en la mejilla".

Los ingenieros han diseñado el sistema para que gran parte de él se pueda hacer mediante impresión 3-D, con el fin de mantener el precio bajo. Para ello han colaborado con Jonathon Slightam y Vito Gervasi, de la Escuela de Ingeniería de Milwaukee.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Detectan emisiones de radio similares a auroras sobre las manchas solares 22 marzo, 2024
    Los astrónomos han observado explosiones de radio duraderas similares a auroras sobre una mancha solar: el descubrimiento podría ayudarnos a comprender mejor al Sol, así como facilitar la identificación de estrellas distantes que producen emisiones de radio similares.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren un material que se hace más fuerte con cada golpe 22 marzo, 2024
    Un nuevo material elástico presenta una increíble "durabilidad adaptativa": cada vez que se cae o se golpea, su fuerza se incrementa y se vuelve más difícil de romper. Podría ser de gran utilidad en futuros dispositivos electrónicos como nuevos teléfonos móviles, relojes inteligentes o tabletas, que están continuamente expuestos a todo tipo de golpes. Además, […]
    Pablo Javier Piacente
  • El Arco de Gibraltar está migrando desde el Mediterráneo hacia el Atlántico 22 marzo, 2024
    Una zona de subducción que se origina en el Mediterráneo occidental se está moviendo desde la región franco-española hacia el sur. Actualmente está a la altura de la frontera entre España y Portugal y se propaga hacia el Atlántico bajo el Estrecho de Gibraltar.
    JGU/T21
  • Antiguas canoas revelan cómo los marinos del Neolítico surcaron el Mediterráneo 21 marzo, 2024
    Una nueva investigación liderada por Juan Gibaja, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, y publicada recientemente en la revista PLOS One, arroja luz sobre las primeras embarcaciones neolíticas en el Mediterráneo: las excavaciones en el pueblo de agricultores de la Edad de Piedra de La Marmotta, en Italia, han permitido recuperar cinco […]
    Pablo Javier Piacente
  • En los próximos meses, una "nueva estrella" iluminará el cielo nocturno 21 marzo, 2024
    Los científicos de la NASA han informado que durante este año el sistema estelar T Coronae Borealis podrá verse a simple vista en el cielo nocturno, luego de una violenta explosión cósmica que tendrá lugar en algún momento en los próximos seis meses. La “nueva estrella” en el cielo podrá apreciarse sin la ayuda de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Antártida puede perder su neutralidad y su actividad exclusivamente científica 21 marzo, 2024
    El cambio climático y la creciente demanda de recursos está sacudiendo de la Antártida como continente neutral y exclusivamente científico. La rivalidad entre potencias ha comenzado a hacerse presente en las costas antárticas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los primeros recuerdos son solo reconstrucciones mentales 21 marzo, 2024
    Lejos de ser grabaciones fidedignas de la realidad, los primeros recuerdos son más bien un mosaico compuesto por experiencias reales, narrativas familiares y reconstrucciones mentales. A medida que crecemos, este mosaico se enriquece y se transforma, pero los fragmentos de nuestra primera infancia permanecen, en gran medida, como piezas imaginadas en un rompecabezas de la […]
    Redacción T21
  • Los vínculos sociales alinean a las personas en la misma longitud de onda 20 marzo, 2024
    El vínculo social mejora el intercambio de información y sincroniza las actividades cerebrales entre el líder de un grupo y sus seguidores, colocando a todo el grupo en la misma longitud de onda cerebral, según un nuevo estudio de sincronización neuronal.
    Pablo Javier Piacente
  • Partículas desconocidas de energía oscura serían la fuerza impulsora detrás de la expansión del Universo 20 marzo, 2024
    Una nueva investigación teórica sugiere que la misteriosa energía oscura estaría compuesta por "no partículas" y podría estar ligada a la expansión del cosmos, "separando" lentamente al Universo. Esto explicaría por qué los científicos no logran comprender aún en profundidad cómo el Universo se expande de forma cada vez más acelerada. También revelaría la causa […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las mujeres científicas lideran las investigaciones sobre la sequía 20 marzo, 2024
    Las mujeres científicas están a la vanguardia de las investigaciones sobre la sequía para preservar la producción agrícola, gestionar el agua y mitigar los efectos del calentamiento global. Sobre el terreno, están también mejor preparadas para gestionar los desastres naturales.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)