Хирургические инструменты с интеллектуальными датчиками могут улучшить кардиохирургию и терапию

Во многих малоинвазивных операциях катетеры вводятся в тело через небольшие разрезы для проведения диагностических измерений и терапевтических вмешательств. Врачи, например, используют этот подход на основе катетера для картирования и лечения нерегулярных сердечных сокращений (аритмий), часто путем обнаружения и уничтожения или абляции области сердечной ткани, вызывающей аритмии.

Несмотря на широкое применение в хирургии, существующий катетерный подход имеет ряд недостатков. Жесткость современных катетерных устройств означает, что они плохо прилегают к мягким биологическим тканям, что влияет на точность картирования электрофизиологических сигналов органа. Современные устройства контактируют только с небольшой частью органа за раз, что приводит к необходимости постоянно перемещать зонд, что удлиняет медицинские процедуры. Существующие катетерные системы также ограничены в количестве функций, которые они могут выполнять, что требует от врачей использования нескольких катетеров в одной процедуре абляции.

Кроме того, длительные процедуры — например, для обнаружения и абляции тканей, вызывающих аритмии, — рискуют подвергнуть как пациента, так и врача потенциально вредному рентгеновскому излучению, поскольку врачи полагаются на рентгеновские изображения во время операции для направления своих катетеров. Чтобы решить эти проблемы, исследователи разработали новый класс медицинских инструментов, оснащенных передовой системой мягкой электроники, которые могут значительно улучшить диагностику и лечение ряда сердечных заболеваний и состояний.

Исследователи применили растяжимые и гибкие матрицы электродных датчиков и приводов, а также датчики температуры и давления к системе баллонных катетеров, часто используемой в малоинвазивных операциях или абляциях для лечения таких состояний, как аритмии сердца.

Новая система, которая лучше прилегает к мягким тканям тела, чем современные устройства, может выполнять множество функций, включая одновременные измерения in vivo температуры, силы контакта и электрофизиологических параметров; возможность настройки диагностических и терапевтических функций; и обратная связь в режиме реального времени. Новая система также может значительно сократить продолжительность инвазивных процедур абляции и воздействие рентгеновского излучения на пациентов и врачей.

Новый класс инструментов позволит врачам получать обширный набор электрофизиологической информации и проводить операции в более короткие сроки с помощью одной катетерной системы с инструментами. Оснастив баллонный катетер современными конформными электронными компонентами, датчиками и исполнительными механизмами, исследователи преодолели недостатки существующих систем.