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Estado de Minas Medicina

UFMG desenvolve algoritmo capaz de guiar robôs em procedimentos cirúrgicos

Tecnologia é indicada quando existem riscos de colisões entre instrumentos cirúrgicos e tecidos ou órgãos do corpo humano


21/09/2020 15:19 - atualizado 21/09/2020 16:18

No estudo desenvolvido em parceria com universidade do Japão, robôs ajudam em cirurgias com pouco espaço de intervenção(foto: JST Channel/Reprodução)
No estudo desenvolvido em parceria com universidade do Japão, robôs ajudam em cirurgias com pouco espaço de intervenção (foto: JST Channel/Reprodução)
Um estudo realizado pela UFMG, em parceria com a Universidade de Tóquio, desenvolveu um algoritmo capaz de guiar robôs, fazendo com que eles desempenhem cirurgias de forma mais assertiva e segura. A parceria teve início em julho de 2017.
 
“A técnica que desenvolvemos é bem geral e poderia ser usada em qualquer contexto de cirurgias minimamente invasivas, seja em bebês, adultos ou crianças”, explica um dos autores da pesquisa, Bruno Vilhena Adorno, professor da UFMG e pesquisador do INCT de Sistemas Autônomos Cooperativos (InSAC). 

Os procedimentos realizados com essa tecnologia são indicados em casos cirúrgicos com pouco espaço de intervenção, em regiões como nariz e cérebro ou quando existem riscos de colisões entre instrumentos cirúrgicos e tecidos ou órgãos do corpo humano. 

“Além de o espaço ser restrito e a visão do médico limitada, nem sempre o profissional tem uma boa noção de profundidade. O que nós desenvolvemos ajuda a aumentar a segurança do procedimento porque o robô pode desviar de regiões sensíveis, mesmo que elas estejam fora do campo de visão de quem realiza o procedimento”, conta.   

Segundo o profissional, a precisão é mais elevada, já que é possível alterar a escala da manipulação. “Conseguimos, por exemplo, garantir que um movimento de 10 centímetros na mão do médico se traduza em um movimento de poucos milímetros na garra do robô, permitindo que o profissional da saúde faça procedimentos em estruturas bastante reduzidas.”

Testes

Para testar o algoritmo, diversos experimentos foram realizados nos laboratórios da universidade japonesa, onde os pesquisadores utilizaram um par de robôs equipados com ferramentas cirúrgicas para simular movimentos e incisões nas narinas de um boneco, explorando diferentes possibilidades de controle.

Em uma delas, os cientistas programaram os robôs para realizarem tarefas e trajetórias totalmente autônomas, fazendo com que eles realizassem ações sem colidirem com qualquer parte da anatomia nem um com o outro, mesmo quando seus caminhos se cruzavam.

No entanto, para realizar o procedimento em um paciente de verdade, outros cuidados deveriam ser tomados, como a incorporação de sensores e alguns algoritmos de percepção. 

Outro teste realizado pelos cientistas envolveu a teleoperação, procedimento no qual o médico controla as garras dos robôs como se fossem suas próprias mãos para realizar suturas e incisões.

Nesse caso, os robôs seguiram com um sistema autônomo ativado para desviar de colisões. Quando isso ocorre, o médico sente forças artificiais nos controles que segura em cada uma das mãos, que ficam cada vez mais intensas na medida em que os instrumentos se aproximam um do outro.  

Ou seja, mesmo que o cirurgião force uma ferramenta na direção da outra, elas não se chocam, garantindo a segurança da operação. 

Resultados

Segundo Adorno, os resultados alcançados nos testes são promissores. “Em um dos nossos experimentos, mostramos algumas evidências de que o sistema desenvolvido pode, a princípio, ser usado em exames endoscópicos e em cirurgias que demandam intervenções por entre as costelas de bebês recém-nascidos.” 

De acordo com o especialista, algumas das técnicas que foram desenvolvidas já poderiam ser aplicadas de imediato, enquanto outras devem ser incorporadas pouco a pouco nos robôs atualmente disponíveis.

Porém, os custos de projetos como esse são enormes, pois envolvem uma grande equipe multidisciplinar e equipamentos caros.

“O que nós desenvolvemos, especificamente, ainda não foi implementado em nenhum robô comercial, tendo a nossa técnica sido implementada apenas no sistema desenvolvido pela Universidade de Tóquio. Porém, técnicas que contêm algumas similaridades com o que fizemos vêm sendo aplicadas a robôs comerciais, como o robô Da Vinci, da Intuitive Surgical”, explica Bruno. 

O professor explica ainda que essa área de pesquisa tem se tornado atrativa, principalmente pelo fato de os robôs modernos estarem mais complexos e atuando cada vez mais próximos aos seres humanos, exigindo que os algoritmos de controle tenham mais garantias de bom funcionamento.

*Estagiária sob supervisão da subeditora Kelen Cristina


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