Aplicativo para navegação espacial neurocirúrgica em um modelo de cabeça. Graças às informações de realidade real e aumentada visualizadas em óculos inteligentes padrão, o cirurgião pode guiar seu instrumento com segurança e minimizar o risco de lesões aos pacientes. – Imagem: Fraunhofer IWU
Em breve, uma realidade na sala de cirurgia: óculos de dados padrão para 'navegação' durante procedimentos neurocirúrgicos
Revolução na neurocirurgia: óculos de realidade aumentada como sistema de navegação na sala de cirurgia
A medicina está avançando incessantemente, e uma área particularmente empolgante é a integração da realidade aumentada (RA) na sala de cirurgia. Isso não é ficção científica, mas uma realidade que está se tornando cada vez mais tangível e tem o potencial de tornar os procedimentos cirúrgicos mais seguros, precisos e menos invasivos para os pacientes. A neurocirurgia, em especial, um campo que exige a máxima precisão devido à complexidade do cérebro, se beneficia significativamente desses avanços tecnológicos.
Uma abordagem promissora é o uso de óculos inteligentes que sobrepõem dados de imagem pré-operatórios, como os de ressonância magnética (RM), ao campo cirúrgico em tempo real. Essa tecnologia permite que o cirurgião "enxergue através" do corpo do paciente, obtendo assim uma visão mais precisa da região a ser operada. Ao contrário dos sistemas de navegação convencionais, que costumam ser volumosos e caros, os óculos inteligentes de realidade aumentada (RA) abrem uma nova dimensão de orientação espacial na sala de cirurgia. Isso é particularmente relevante para procedimentos em que o acesso ao campo cirúrgico é limitado, como a remoção de tumores cerebrais pelo nariz. A técnica minimamente invasiva é facilitada pela melhor visualização proporcionada pelos óculos de RA, o que pode levar a menos danos aos tecidos, tempos de recuperação mais curtos e redução de complicações.
O aplicativo como chave para uma navegação precisa
No cerne dessa tecnologia inovadora está um aplicativo desenvolvido especificamente para sincronizar a imagem de ressonância magnética adquirida antes da operação com uma visualização em tempo real do campo cirúrgico. Esse desenvolvimento é resultado de anos de pesquisa e desenvolvimento em colaboração entre o grupo de pesquisa LEGEND do Departamento de Neurocirurgia do Hospital Universitário de Leipzig (UKL) e o Instituto Fraunhofer de Máquinas-Ferramenta e Tecnologia de Conformação IWU em Zittau. O aplicativo funciona essencialmente como um "sistema GPS" para o cirurgião, mostrando não apenas a posição do alvo cirúrgico, mas também a rota de acesso ideal, ou seja, a menos invasiva. Essa forma de auxílio à navegação representa uma melhoria significativa em relação aos métodos anteriores, que dependiam de dados de imagem estáticos e do raciocínio espacial do cirurgião.
Outra vantagem significativa dessa nova tecnologia é a capacidade de integrar instrumentos cirúrgicos ao sistema de navegação. Ao rastrear com precisão as posições dos instrumentos em tempo real e exibi-las nos óculos inteligentes, o cirurgião pode guiá-los com ainda mais precisão e segurança. Essa visualização em tempo real, possibilitada pelo aplicativo, minimiza o risco de erros e permite que o cirurgião planeje e execute movimentos com precisão milimétrica. Além disso, informações adicionais cruciais, como a distância até a área alvo, são exibidas diretamente no campo de visão do cirurgião, otimizando o fluxo de informações e permitindo uma resposta rápida e segura. Isso não só aumenta a segurança do procedimento, como também pode reduzir o tempo cirúrgico, aliviando o fardo tanto para o paciente quanto para a equipe médica.
Precisão em tempo real: um salto quântico na neurocirurgia
Uma das conquistas mais notáveis do grupo de pesquisa é a prontidão operacional praticamente instantânea do sistema. "Nossa equipe alcançou um feito inédito mundial com o registro totalmente automatizado para navegação espacial em neurocirurgia", relata com entusiasmo o Dr. Ronny Grunert, pesquisador associado do Fraunhofer IWU e chefe do grupo de pesquisa "Legend" da UKL. "A calibração e o registro são concluídos em um segundo, e a navegação para detecção da posição dos instrumentos em tempo real está pronta para uso. O sistema desenvolvido é muito intuitivo e se assemelha bastante à assistência por GPS." Essa velocidade e intuitividade são cruciais para manter o fluxo de trabalho na sala de cirurgia e fornecer aos cirurgiões um auxílio de navegação intuitivo e confiável.
Outro detalhe importante é a facilidade de uso do sistema. A interface do usuário foi desenvolvida por médicos para médicos e se limita a exibir informações essenciais, minimizando, assim, erros operacionais. Um exemplo da lógica de exibição clara é a mira verde que indica a posição da ponta do instrumento e está perfeitamente integrada à imagem de ressonância magnética exibida nos óculos inteligentes. Essa apresentação clara e concisa é um fator crucial para a aceitação e o sucesso do sistema na sala de cirurgia, pois permite que os cirurgiões se concentrem no que mais importa: a execução bem-sucedida da operação.
Eficiência e acessibilidade: uma revolução para todos
Além da inovação técnica, outro aspecto fundamental deste projeto é a viabilidade econômica e a consequente acessibilidade da tecnologia. Enquanto os sistemas de navegação convencionais adequados para uso em hospitais costumam custar centenas de milhares de euros em neurocirurgia, o grupo de desenvolvimento está se concentrando em óculos inteligentes padrão com preços acessíveis ao consumidor. "Esses óculos custam uma fração dos sistemas de navegação assistida por computador para neurocirurgia", explica Grunert. Essa redução de custos é um passo crucial para tornar a tecnologia acessível não apenas a sistemas e instituições de saúde bem financiados, mas também a países e regiões com recursos limitados. Essa democratização da tecnologia permitirá que mais pacientes se beneficiem de tratamentos neurocirúrgicos precisos e minimamente invasivos.
O desenvolvimento da peça de mão, que segura os instrumentos e permite seu posicionamento preciso, também é um aspecto fundamental do projeto. No Fraunhofer IWU, foram desenvolvidos marcadores especiais cujas geometrias e padrões são reconhecidos pelos óculos inteligentes. Esses marcadores podem assumir diversas formas, como esferas, cuboides ou outros formatos, e servem para determinar a posição dos instrumentos no espaço tridimensional. As peças de mão de plástico são fabricadas por meio de impressão 3D em Zittau e Leipzig, o que permite um alto grau de flexibilidade e adaptabilidade às necessidades dos cirurgiões.
O caminho para a prática clínica: uma perspectiva
O primeiro curso piloto de treinamento com o modelo anatômico ocorreu no Hospital Universitário de Leipzig (UKL) no outono de 2024. Este passo representa um marco importante no caminho para a aplicação clínica da tecnologia. O próximo foco da equipe é concluir o protótipo, que deverá então passar pelo processo de aprovação de acordo com o Regulamento de Dispositivos Médicos (MDR) para o mercado europeu e as normas da Food and Drug Administration (FDA) americana para os EUA. O objetivo é poder utilizar o sistema em pacientes em aproximadamente dois anos.
O desenvolvimento de sistemas de navegação baseados em realidade aumentada (RA) para neurocirurgia não é apenas um avanço tecnológico, mas também uma mudança de paradigma na prática médica. A integração de dados de imagem em tempo real, orientação precisa de instrumentos e soluções de baixo custo tem o potencial de transformar fundamentalmente o tratamento neurocirúrgico, tornando-o mais seguro, preciso e acessível. A cada passo desse desenvolvimento, a visão de um futuro onde tecnologias inovadoras, como óculos inteligentes de RA, sejam padrão no centro cirúrgico se aproxima. Isso abre novas perspectivas não apenas para médicos e cirurgiões, mas, sobretudo, para os pacientes, que podem se beneficiar de uma melhor qualidade de tratamento e de procedimentos menos invasivos. Com essa tecnologia, o futuro da neurocirurgia tomou um rumo promissor, onde precisão e inovação caminham juntas.
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