Além do coração, o modelo 3-D computadorizado também acompanha o movimento da parede torácica do paciente durante a respiração, o que amplia sua possibilidade de utilização em outras cirurgias.[Imagem: Richa et al.]
A impossibilidade de realizar cirurgias cardíacas robotizadas pode estar prestes a ser superada. Uma equipa de investigadores do Centro Nacional de Investigação Científica de França (CNRS) desenvolveu um modelo computorizado em três dimensões (3D) capaz de acompanhar o movimento dos batimentos do coração com extrema precisão e em tempo real.
Os resultados desta investigação foram publicados na International Journal of Robotics Research, sendo o seu primeiro autor o brasileiro Rogério Richa, do Laboratório de Informática, Robótica e Microelectrónica de Montpellier, em França.
Inserindo-se os dados recolhidos por esse modelo no programa do “robot cirurgião”, os instrumentos robóticos movimentam-se em consonância com os batimentos cardíacos, permitindo a realização da cirurgia, como se o coração estivesse parado.
Além do coração, o modelo 3D computadorizado também tem capacidade para acompanhar o movimento da parede torácica do paciente durante a respiração, o que amplia a sua possibilidade de utilização em outras cirurgias, melhorando o desempenho dos "robots cirurgiões" de forma geral.
Primeira tentativa bem-sucedida
A concepção deste modelo foi a primeira tentativa bem-sucedida de “isolar” os movimentos físicos do coração durante uma cirurgia, uma tarefa difícil devido à forma irregular deste órgão e à imprecisão dos seus batimentos.
As tentativas anteriores usavam imagens 2D combinadas com outras etapas de mensuração e cálculo, tornando-as demasiado lentas para fornecerem um feedback instantâneo durante uma cirurgia.
Como tal, os investigadores fizeram uma nova abordagem baseada na representação matemática da superfície do coração enquanto ele se move em três dimensões durante o bombeamento do sangue. Este novo sistema prevê os movimentos do coração numa única etapa, tornando-o suficiente rápido para ser utilizado aquando de uma cirurgia.
Esta nova técnica poderá ainda ser promissora na redução dos riscos das cirurgias em que, devido à sua delicadeza, o coração precisa de ser efectivamente parado temporariamente e permite ainda ao cirurgião concentrar-se nas operações de corte, por exemplo, sem ter de se preocupar com o ajuste das ferramentas ao movimento da área corporal operada.
A impossibilidade de realizar cirurgias cardíacas robotizadas pode estar prestes a ser superada. Uma equipa de investigadores do Centro Nacional de Investigação Científica de França (CNRS) desenvolveu um modelo computorizado em três dimensões (3D) capaz de acompanhar o movimento dos batimentos do coração com extrema precisão e em tempo real.
Os resultados desta investigação foram publicados na International Journal of Robotics Research, sendo o seu primeiro autor o brasileiro Rogério Richa, do Laboratório de Informática, Robótica e Microelectrónica de Montpellier, em França.
Inserindo-se os dados recolhidos por esse modelo no programa do “robot cirurgião”, os instrumentos robóticos movimentam-se em consonância com os batimentos cardíacos, permitindo a realização da cirurgia, como se o coração estivesse parado.
Além do coração, o modelo 3D computadorizado também tem capacidade para acompanhar o movimento da parede torácica do paciente durante a respiração, o que amplia a sua possibilidade de utilização em outras cirurgias, melhorando o desempenho dos "robots cirurgiões" de forma geral.
Primeira tentativa bem-sucedida
A concepção deste modelo foi a primeira tentativa bem-sucedida de “isolar” os movimentos físicos do coração durante uma cirurgia, uma tarefa difícil devido à forma irregular deste órgão e à imprecisão dos seus batimentos.
As tentativas anteriores usavam imagens 2D combinadas com outras etapas de mensuração e cálculo, tornando-as demasiado lentas para fornecerem um feedback instantâneo durante uma cirurgia.
Como tal, os investigadores fizeram uma nova abordagem baseada na representação matemática da superfície do coração enquanto ele se move em três dimensões durante o bombeamento do sangue. Este novo sistema prevê os movimentos do coração numa única etapa, tornando-o suficiente rápido para ser utilizado aquando de uma cirurgia.
Esta nova técnica poderá ainda ser promissora na redução dos riscos das cirurgias em que, devido à sua delicadeza, o coração precisa de ser efectivamente parado temporariamente e permite ainda ao cirurgião concentrar-se nas operações de corte, por exemplo, sem ter de se preocupar com o ajuste das ferramentas ao movimento da área corporal operada.
Modelo matemático do coração
Esta é a primeira tentativa bem-sucedida de efetivamente isolar os movimentos físicos do coração e dos pulmões durante a cirurgia. Isso é particularmente difícil dada a forma irregular do coração, assim como a sua tendência para se expandir em todos os sentidos durante o batimento. A superfície irregular do coração também torna mais difícil a utilização do rastreamento visual para identificar com precisão os movimentos.
O desenvolvimento do modelo 3-D em tempo real foi possível graças a uma nova abordagem que se baseia em uma representação matemática da superfície do coração enquanto ele se move em três dimensões durante o bombeamento.
Várias tentativas já haviam sido feitas para a utilização de modelagem por computador para levar em conta os movimentos do coração e da respiração. No entanto, os esforços anteriores usavam imagens 2D combinadas com outras etapas de mensuração e cálculo, o que as torna lentas demais para fornecer um feedback instantâneo durante uma cirurgia.
O novo sistema de imagem 3D prevê os movimentos do coração em uma única etapa, o que o torna rápido o suficiente para ser utilizado no ambiente real de uma sala cirúrgica.
Bibliografia:
Three-dimensional Motion Tracking for Beating Heart Surgery Using a Thin-plate Spline Deformable Model
Rogério Richa, Philippe Poignet, Chao Liu
The International Journal of Robotics Research
December, 2009
Vol.: Published online ahead of print
DOI: 10.1177/027836490935660
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