Modelo de aguja médica mejora las plataformas de formación virtual para cirujanos jóvenes

Un modelo matemático desarrollado por investigadores del Universidad de Bristol puede mejorar la precisión del uso de agujas médicas en simulaciones quirúrgicas. El nuevo modelo, que produce un efecto que se dice que es "lo más similar posible" a la aplicación de la aguja en la vida real, tiene el potencial de mejorar la capacitación de los cirujanos jóvenes.

Los procedimientos quirúrgicos mínimamente invasivos administrados a través de agujas colocadas a través de la piel se emplean para una amplia gama de aplicaciones médicas, que incluyen biopsia de tejido, anestesia epidural, braquiterapia, neurocirugía y estimulación cerebral profunda. Sin embargo, el éxito de estos procedimientos depende en gran medida de la colocación precisa de la aguja. La inserción imprecisa tiene el potencial de causar complicaciones graves, como falsos negativos en una biopsia, por ejemplo, o la destrucción accidental de tejido sano en procedimientos de ablación.

Para ayudar a dominar estas operaciones desafiantes, los cirujanos jóvenes pueden recibir capacitación utilizando simuladores quirúrgicos que brindan retroalimentación visual y háptica. “La simulación quirúrgica constituye una parte integral de las prácticas médicas modernas”, explica el primer autor e ingeniero mecánico. Atanasios Martsopoulos de las Laboratorio de Robótica de Bristol. "Ofrece un entorno seguro para que los cirujanos se capaciten, pero también un marco para planificar, investigar y comprender mejor las intervenciones quirúrgicas".

Sin embargo, la clave para tales simulaciones es el modelado preciso de los tejidos blandos y las agujas médicas flexibles, así como las fuerzas de interacción entre ellos. En su estudio, Martsopoulos y sus colegas desarrollaron nuevos modelos de agujas médicas flexibles utilizando técnicas de la mecánica continua: el estudio de la deformación y la transformación de fuerzas a través de materiales que no se modelan como una serie de partículas discretas sino como un continuo. masa.

Los investigadores informan que el enfoque les permitió desarrollar agujas modelo para biopsia de próstata y braquiterapia que son altamente precisas y computacionalmente más eficientes que sus contrapartes anteriores. La última cualidad se logró, explica el equipo, reduciendo la introducción de pasos innecesarios en el modelado.

“La eficiencia computacional de los métodos, combinada con su precisión, permite su integración en entornos de simulación quirúrgica destinados a la formación de cirujanos jóvenes”, dice Martsopoulos. “Los algoritmos propuestos están disponibles para la integración con tales soluciones de simulación y su objetivo es mejorar su fidelidad visual y háptica”.

Con su estudio inicial completo, los investigadores ahora buscan combinar sus nuevos modelos de agujas médicas con modelos computacionalmente eficientes y precisos de tejido humano. Esto, explicaron, les permitirá modelar la dinámica de los instrumentos quirúrgicos virtuales en una simulación quirúrgica "con todas las funciones".

La aguja de biopsia hace que la cirugía cerebral sea más segura

“Futuras extensiones de nuestro trabajo también permitirán la implementación del modelo propuesto con la ayuda de la unidad de procesamiento de gráficos, con el objetivo de mejorar aún más la eficiencia computacional del modelo”, agregan.

Además de ayudar a capacitar a los cirujanos del futuro, señala el equipo, el modelo también tiene potencial para mejorar la planificación preoperatoria de las intervenciones quirúrgicas y ayudar en el desarrollo de robots quirúrgicos.

El estudio se describe en Modelado Matemático e Informático de Sistemas Dinámicos.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/medical-needle-model-improves-virtual-training-platforms-for-junior-surgeons/