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terça-feira, 8 de junho de 2010

Robôs operam coração batendo graças à visualização 3D


Uma equipa de investigadores do Centro Nacional de Investigação Científica de França (CNRS) desenvolveu um modelo computorizado em três dimensões (3-D) 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 3-D 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.

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 2-D 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 3-D 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
Imagem: Richa et al.

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