Robôs cirúrgicos de ponta

Os componentes críticos utilizados nas versões mais recentes do sistema cirúrgico da Vinci™S HD incluem os motores de alta qualidade que funcionam suavemente mesmo a velocidades extremamente baixas.

As cirurgias mais recentes de última geração estão a ser atualmente realizadas com recurso ao sistema cirúrgico da Vinci™S HD da Intuitive Surgical Inc. (Sunnyvale, CA, EUA), que permite aos cirurgiões realizar procedimentos minimamente invasivos. O sistema incorpora tecnologias de controlo de movimento de última geração, de modo a que cada movimento dos instrumentos cirúrgicos proporcione movimentos suaves e extremamente precisos, tal como a mão de um cirurgião experiente — mesmo a velocidades extremamente baixas. A Intuitive Surgical tem continuado a atualizar o seu sistema da Vinci™S HD, utilizando sistematicamente os melhores componentes e controlos do mercado. O da Vinci™S HD continua, assim, a ser capaz de realizar operações altamente complexas que salvam vidas. Cada sistema da Vinci™S HD contém 39 motores maxon.

Um sistema cirúrgico de alta precisão

O próprio sistema cirúrgico requer apenas três pequenas incisões com uma largura de 8 a 12 mm, para inserir uma câmara e dois braços manipuladores com os instrumentos cirúrgicos no corpo do paciente. Apenas o robô e os assistentes cirúrgicos se encontram sobre o paciente, enquanto o cirurgião pode estar do outro lado do bloco operatório a controlar o sistema a partir da consola do cirurgião, onde o aspeto e a sensação de uma cirurgia real são reproduzidos com uma precisão muito elevada.

O robô cirúrgico da Vinci™S HD foi concebido para ser perfeitamente integrado no bloco operatório e para prestar o mesmo nível de apoio à equipa cirúrgica que qualquer outro participante na cirurgia. O sistema completo é composto por três componentes principais: a consola do cirurgião, um porta-instrumentos colocado ao lado do paciente e o módulo de processamento de imagem.

A consola do cirurgião é o elemento central do sistema cirúrgico da Vinci™S HD. É aqui que o cirurgião controla todos os momentos da cirurgia. Os ensaios com outros tipos de técnicas com recurso a um sistema de transmissão vídeo revelaram-se menos eficazes. O principal desafio para os cirurgiões foi aprender a realizar inversões de direção. Imagine atar os cordões dos sapatos com pauzinhos. Quando desloca os pauzinhos para a esquerda, a ponta desloca-se para a direita. Este é o movimento contraintuitivo que se verifica na cirurgia laparoscópica tradicional. Por conseguinte, os cirurgiões tiveram de aprender gradualmente estes movimentos contraintuitivos, repetindo-os.

Através da utilização do sistema cirúrgico da Vinci™S HD, o cirurgião é capaz de realizar a cirurgia sentado confortavelmente numa consola enquanto visualiza a área cirúrgica através de uma visualização 3D de alta definição inigualável. Sendo o primeiro sistema cirúrgico robótico do mundo com visão 3D HD de alta resolução, o sistema proporciona o dobro da resolução de visualização efetiva dos modelos mais antigos, oferecendo agora uma maior clareza e detalhe dos planos dos tecidos e da anatomia crítica. O sistema visual InSite™, o endoscópio 3D HD de alta resolução e o módulo de processamento de imagem fornecem imagens realistas da área de cirurgia. As imagens operacionais são melhoradas, refinadas e otimizadas utilizando sincronizadores de imagem, iluminadores de alta intensidade e unidades de controlo de câmara.

Também na consola, o cirurgião executa movimentos utilizando mestres (controlos que reproduzem os movimentos cirúrgicos). Os dedos do cirurgião agarram os controlos principais por baixo do ecrã com os pulsos posicionados de forma natural para os seus olhos. Em seguida, os movimentos do cirurgião são perfeitamente traduzidos em movimentos precisos e em tempo real, transmitidos aos instrumentos que trabalham no interior do paciente.

Os braços manipuladores robóticos, que suportam os instrumentos cirúrgicos, são controlados pelo cirurgião através de movimentos dos pulsos, mãos e dedos, tal como aconteceria numa cirurgia convencional. Uma extensa gama de instrumentos EndoWrist™ está disponível para o sistema. Estes instrumentos endoscópios foram concebidos com sete graus de movimento que imitam a destreza do pulso humano. Cada instrumento possui uma missão cirúrgica específica, tal como agrafar, suturar e manipular tecido.

O porta-instrumentos ao lado do paciente contém dois braços robóticos e um braço endoscópico, que reproduzem os movimentos do cirurgião. Um terceiro braço robótico pode ser opcionalmente instalado. Este permite aos cirurgiões utilizar um instrumento endoscópico adicional, aumentando, assim, as capacidades cirúrgicas. Uma vez que o ponto de rotação dos instrumentos laparoscópicos se encontra próximo das incisões cirúrgicas, a parede abdominal do paciente deixa de servir de ponto de alavanca. Isto minimiza os danos nos tecidos e nos nervos. Os membros da equipa cirúrgica de apoio instalam os instrumentos corretos, preparam a inserção das sondas no corpo do paciente e supervisionam os braços e instrumentos laparoscópicos utilizados.

Motores maxon selecionados pela sua extrema fiabilidade

É necessário um controlo do movimento absolutamente preciso quando se manipulam instrumentos cirúrgicos robóticos através de pequenas incisões (8 a 10 mm) para realizar uma cirurgia no interior do corpo do paciente. No coração de cada manipulador estão motores DC concebidos e fabricados pela maxon.

De acordo com Mike Prindiville, Gestor de Engenharia de Produção na Intuitive Surgical, “Embora existam muitas opções disponíveis no mercado, a maxon tem cumprido consistentemente as nossas exigências de desempenho e qualidade, e tem sido um forte parceiro no sucesso do nosso produto”. Os motores maxon fornecem as entradas e saídas essenciais para o sistema da Vinci™S HD. Através de uma série de controlos de feedback, os motores e codificadores recebem entradas do cirurgião, que são traduzidas em tempo real através do sistema eletrónico da consola e transformadas em sinais de saída para os motores dos manipuladores. Por sua vez, o sistema eletrónico da consola permite que os manipuladores exerçam uma resistência nas mãos do cirurgião.

Os engenheiros da Intuitive Surgical integraram mais de 30 motores maxon no design, incluindo motores RE 25, alguns com e outros sem feedback de codificador, motores RE 13 equipados com redutores planetários da série GP 13 e codificadores magnéticos de 13 mm, bem como motores RE 35 com codificadores de terceiros.

Os motores maxon são concebidos com ímanes de terras raras nos respetivos estatores e incorporam um design de rotor não ferroso, eliminando assim o binário de retenção magnético. Especialmente a baixas velocidades de funcionamento, isto representa uma vantagem considerável em comparação com os motores de design convencional. Os motores oferecem ainda uma densidade de potência inigualável e uma rotação extremamente suave, ambos essenciais para a aplicação da Intuitive Surgical.

Os motores utilizados na consola do cirurgião são designados por “mestres” para distinguir a sua dupla função. Os acionamentos subordinados, instalados nos manipuladores, atuam com a mesma precisão, mas podem também ser inversamente operados enquanto um cirurgião assistente coloca os efetores terminais em posição. Os motores apresentam ainda uma histerese baixa nas pontas dos instrumentos.

Intuitividade, liberdade total de movimentos e tecnologias de ponta

O sistema cirúrgico da Vinci™S HD é a única tecnologia disponível no mercado capaz de proporcionar ao cirurgião o controlo intuitivo, a amplitude total de movimentos, a capacidade de manipulação de tecidos finos e a visualização 3D características da cirurgia aberta, permitindo simultaneamente ao cirurgião trabalhar através de pequenas incisões próprias de uma cirurgia minimamente invasiva. A utilização das mais recentes tecnologias nos motores e outros componentes permite a entrada destes sistemas no mercado.

O sistema cirúrgico da Vinci™S HD baseia-se na tecnologia fundamental desenvolvida no SRI (anteriormente conhecido como Stanford Research Institute) para cirurgia assistida por computador. Mais tarde, a Intuitive Surgical estabeleceu relações com a IBM, o Massachusetts Institute of Technology e a Heartport, Inc. para continuar a desenvolver o sistema da Vinci™S HD. A FDA (Food and Drug Administration) americana aprovou este sistema cirúrgico para aplicações em cirurgias abdominais, tal como a cirurgia da bexiga e do cólon, para a cirurgia torácica — excluindo o coração — e para cirurgia da próstata. Na Europa, o sistema da Vinci™S HD já é utilizado para procedimentos de bypass cardíaco.

De acordo com Mike Prindiville, Gestor de Engenharia de Produção da Intuitive Surgical, “Todos os dias, confiamos em mais de 10 000 motores maxon para proporcionar aos pacientes, cirurgiões e hospitais de todo o mundo a segurança que necessitam. Os motores maxon têm demonstrado um histórico comprovado de fiabilidade infalível, baixa fricção e vida útil prolongada. Cada sistema da Vinci™ é submetido a testes de desempenho rigorosos, onde são monitorizados parâmetros como a fricção, a folga, os perfis de conformidade e o feedback do sensor”.