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11/Dez/2018 - 15:05 - Atualizado em 11/Dez/2018 - 15:05

Professor brasileiro desenvolve algoritmos para cirurgias feitas por robôs

Bruno Adorno, da Escola de Engenharia da UFMG, criou projeto na Universidade de Tóquio


Por Redação Belo Horizonte/MG
Crédito: Robótica/Divulgação

Já faz um tempo que as cirurgias realizadas por robôs vem revolucionando a medicina, já que elas permitem que os procedimentos sejam minimamente invasivos, além de proporcionarem mais precisão e segurança. “Em alguns casos, as máquinas realizam operações cuja execução pelo ser humano é simplesmente impossível”, afirma o professor Bruno Vilhena Adorno, do Departamento de Engenharia Elétrica da UFMG. Desde o ano passado, o professor participar da pesquisa Estudo sobre controle de robôs para aplicações cirúrgicas, uma parceria da UFMG com a Universidade de Tóquio. Bruno é um dos responsáveis pela elaboração de modelos matemáticos e algoritmos que norteiam o funcionamento “inteligente” de robôs-cirurgiões.

Em maio deste ano, a equipe da universidade japonesa apresentou um sistema que possibilita operar o interior do tórax de fetos sem risco de quebrar costelas ou danificar tecidos. Bruno participou do desenvolvimento do software para o robô montado pelos pesquisadores japoneses que foi apresentado durante a International Conference on Robotics and Automation (ICRA/2018), realizada na Austrália pelo Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE).

De acordo com o docente da UFMG, ideias para projetos em robótica surgem de modelos matemáticos, ou seja, conjuntos de equações que regem o funcionamento dos sistemas e se traduzem em um programa de computador. “Minha tarefa é conceber os modelos matemáticos e algoritmos que descrevem os movimentos dos robôs e possibilitam fazer o planejamento e controle de ações, levando em consideração restrições, desvio de obstáculos e prevenção de colisões”, afirma.

O trabalho e conjunto com a equipe japonesa se deu após a indicação de um ex-aluno que atualmente é pós-doutorando na Universidade de Tóquio. “No Japão, há um enorme parque industrial para a produção de robôs. Por isso, é muito ágil o processo de encomenda de peças customizadas. Mas foi preciso recorrer à UFMG para sanar suas limitações quanto à ‘expertise’ em controle de movimento, que leva em conta restrições como as impostas pela anatomia do corpo, ou à ocorrência de colisões entre os robôs e suas ferramentas. É uma parceria de sucesso”, detalha.

Precisão e segurança são alguns dos benefícios da cirurgia robótica

A precisão e a segurança da operação se dão devido à destreza cirúrgica dos robôs, que têm hastes muito mais finas do que as mãos de um médico. Segundo Bruno, a cirurgia robotizada possibilita o uso de ferramentas que seriam inviáveis, por exemplo, no caso da laparoscopia, procedimento bastante usado no Brasil.  O professor explica que na laparoscopia, o médico faz uma pequena incisão por onde introduz um fino tubo de fibras óticas, por meio do qual visualiza os órgãos internos e faz intervenções diagnósticas ou terapêuticas. Por meio de outras pequenas incisões, ele introduz os instrumentos cirúrgicos. “Na laparoscopia, o cirurgião precisa introduzir hastes e manipular muitas coisas ao mesmo tempo dentro do abdome do paciente. Isso gera riscos de choques indesejáveis entre ferramentas e tecidos”, explica o pesquisador.

Já na operação robotizada, o médico manuseia alavancas em uma plataforma à parte, que funciona como extensão de seu corpo. Segundo o pesquisador, esse sistema interpreta os movimentos do médico com bastante precisão, o que possibilita o uso de técnicas para anular ruídos, como os tremores naturais das mãos. Ele ainda explica que “a imagem do organismo é projetada para o cirurgião de maneira muito ampliada. Como seu movimento na cabine é transmitido para o bisturi com amplitude várias vezes menor, fica muito mais fácil cortar o que é preciso sem afetar outros tecidos”.

Bruno Vilhena Adorno é professor adjunto do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Minas Gerais
Crédito: Arquivo pessoal

Por meio dessa interface, é possível estabelecer um envelope de trabalho que limita a área de ação das ferramentas. Essa particularidade impossibilita que as hastes toquem ou perfurem áreas indesejadas, mesmo que o médico cometa um erro grotesco de movimento. Burno Adoro explica que não é um mecanismo simplesmente pré-programado. ”O robô sabe, de fato, onde o paciente está e é reativo diante de situações inesperadas. No momento em que uma haste se aproxima da outra, os robôs são capazes de antecipar e corrigir o curso. Tudo isso graças a uma precisa descrição matemática”, reforça.

Para realizar a concepção de hardwares de robótica médica é preciso que haja equipes numerosas, infraestruturas enormes, além de muito dinheiro. “Pesquisas nessa área, envolvendo hardware, só são possíveis por meio de consórcios com grandes institutos. Aqui no Brasil, geralmente só conseguimos fazer algumas coisas conceituais”, comenta Bruno Adorno.

Desde a desde a primeira apresentação da pesquisa, muitos avanços foram obtidos, garante o pesquisador. Ainda de acordo com ele, o experimento está, atualmente, na fase de testes em maquetes do corpo humano com tamanho e anatomia reais. “A cirurgia endonasal (técnica de tratamento de tumores e outras lesões cranianas através do nariz) deverá ser a primeira das aplicações do nosso projeto”, anuncia.


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Fonte: UFMG

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