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A equipe aprimora a precisão da neurocirurgia estereotáxica usando um posicionador robótico de múltiplos estágios guiado por ressonância magnética (RM) Essa tecnologia inovadora representa um avanço fundamental na neurocirurgia estereotáxica guiada por RM, permitindo intervenções precisas. O sistema é capaz de auxiliar em intervenções envolvendo o direcionamento de cânulas/agulhas, incluindo a estimulação cerebral profunda (DBS), para o tratamento de distúrbios de movimento como a doença de Parkinson. Ele também facilita uma ampla gama de aplicações terapêuticas, como biópsia, entrega de medicamentos, ablação e colocação de cateter em regiões profundas do cérebro.
Em 2018, a equipe do Professor Kwok criou com sucesso o primeiro sistema robótico do mundo capaz de realizar neurocirurgia estereotáxica bilateral em um ambiente de RM, abordando os desafios de tempos procedimentais longos e fluxo de trabalho complicado. Colaborando com os especialistas clínicos Professor Wai-Sang Poon do Departamento de Cirurgia da Hong Kong University (HKU), e Dr. Danny Tat Ming Chan da Divisão de Neurocirurgia, Departamento de Cirurgia da CUHK, a equipe aprimorou ainda mais o protótipo inicial. O sistema desenvolvido foi validado por meio de estudos em cadáveres e testes em modelos de crânio, alcançando um erro de precisão de menos de 3 mm e demonstrando um imenso potencial para integração na prática clínica.
Uma patente foi solicitada para a invenção. A equipe de Engenharia da HKU inclui: Hon-Sing Tong, Ge Fang, Chim-Lee Cheung, estudante de doutorado: Jing Dai, bem como os pesquisadores: Zhuoliang He, Xiaomei Wang e Justin D.L. Ho. O protótipo atualizado foi publicado na revista Advanced Science. O último desenvolvimento do sistema permite a manipulação interativa semi-automática em dois estágios: Estágio 1) Ajuste manual grosseiro realizado interativamente pelo cirurgião Com base em imagens pré-operatórias, o cirurgião orienta o guia do instrumento robótico na direção da trajetória planejada. A iluminação por fibra óptica integrada ao sistema indica intuitivamente o erro de angulação em relação à trajetória planejada. Uma vez que o guia do instrumento está próximo da trajetória planejada com um erro inferior a 5°, o sistema será travado remotamente.
Estágio 2) Ajuste automático fino com posicionamento robótico sensível, preciso e responsivo Fazendo uso de análise de elementos finitos (FEA) baseada em design e otimização da arquitetura do atuador suave acionado por fluido, o instrumento pode ser posicionado com precisão <0.2° de erro de orientação. O travamento robusto da orientação é alcançado por meio de mecanismos robóticos macios, como unidades de fixação acionadas por tendões e granulação compacta em todo o processo. O cirurgião então insere manualmente o instrumento através do guia do instrumento robótico. A profundidade de inserção é definida com a ajuda de um batente.
O sistema pode eliminar os erros intrínsecos na estereotaxia convencional baseada em quadro. Como resultado, a precisão da inserção aumentará, garantindo resultados cirúrgicos seguros. O tempo de operação mais curto ajudará a melhorar o conforto e a satisfação do paciente. O robô compacto e leve montado no crânio (97 x 81 mm, 203g) é projetado para caber na maioria das bobinas de cabeça de imagem padrão. Possui marcadores de rastreamento omnidirecionais sem fio miniaturizados feitos sob medida e um sistema de zero interferência eletromagnética para facilitar o registro do robô sob RM em tempo real.
Liderada pelo Professor Ka-Wai Kwok, a equipe de Engenharia da HKU se destaca na tradução de inovações tecnológicas em aplicações práticas. Com o apoio do Escritório de Transferência de Tecnologia (TTO) da HKU, eles transferiram e licenciaram seis IPs para parceiros industriais, alcançando marcos significativos. Notavelmente, seu sistema robótico miniaturizado flexível para cirurgia endoscópica levou à formação de uma empresa incubada pela HKU e Hong Kong Science and Technology Parks, que garantiu USD$17M em capital de risco para comercialização e desenvolvimento adicional.
