Умные хирургические инструменты с сенсорами трансформируют кардиохирургию и терапию

Многие малоинвазивные операции опираются на катетеры, вставляемые в тело через небольшие разрезы для проведения диагностических измерений и терапевтических вмешательств. Врачи, например, используют этот катетерный подход для картирования и лечения неправильных сердечных ритмов (аритмий) часто путем локализации и уничтожения или абляции области сердечной ткани, вызывающей аритмии.

Хотя широко используемые в хирургии, текущий катетерный подход имеет ряд недостатков. Жесткость сегодняшних катетерных устройств означает, что они не соответствуют хорошо мягким биологическим тканям, влияя на высокоточное картирование электрофизиологических сигналов органа. Текущие устройства делают контакт только с небольшой частью органа за раз, делая необходимым постоянное перемещение зонда, удлиняя медицинские процедуры. Текущие катетерные системы также ограничены в количестве функций, которые они могут выполнять, требуя от врачей использования множества катетеров в одной абляционной процедуре.

Дополнительно, длительные процедуры — например, для локализации и абляции тканей, вызывающих аритмии — рискуют подвергать и пациента, и врача потенциально повреждающим рентгеновским лучам, так как врачи полагаются на рентгеновские изображения в течение операции для управления своими катетерами. Для решения этих проблем исследователи разработали новый класс медицинских инструментов, оснащенных продвинутой системой мягкой электроники, которая может драматически улучшить диагностику и лечение ряда сердечных болезней и состояний.

Исследователи применили растяжимые и гибкие матрицы электродных сенсоров и актуаторов, вместе с температурными и давлением сенсорами, к баллонной катетерной системе, часто используемой в малоинвазивных операциях или абляциях для лечения таких состояний, как аритмии сердца.

Новая система, которая лучше соответствует мягким тканям тела чем текущие устройства, может выполнять множество функций, включая одновременные in vivo измерения температуры, силы контакта и электрофизиологических параметров; способность кастомизировать диагностические и терапевтические функции; и обратную связь в реальном времени. Новая система также может драматически сократить длину инвазивных абляционных процедур и воздействие пациентов и врачей на рентгеновское излучение.

Новый класс инструментов позволит врачам приобретать богатый набор электрофизиологической информации и завершать операции в более короткие времена с единой инструментальной катетерной системой. Оснащая баллонный катетер продвинутыми органоконформными электронными компонентами, сенсорами и актуаторами, исследователи преодолели недостатки текущих систем.