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Les scientifiques développent la méthode nouvelle pour trouver des vaisseaux sanguins à l'intérieur des tumeurs

Pendant la chirurgie neuroendoscopic de, par exemple, les tumeurs cérébrales, les caractéristiques de l'espace de fonctionnement, habituellement plus étroites que celle de l'autre chirurgie endoscopique, sont déterminées par inspection visuelle par l'endoscope. Cependant, quand saigner se produit, le site chirurgical est couvert dans le sang, perturbant la visualisation. Le chirurgien peut avoir l'intention de réséquer une tumeur avec l'hémorragie minimale mais peut involontairement couper un vaisseau sanguin dans la tumeur qui ne pourrait pas être confirmée visuellement. Par conséquent, l'identification de la présence des vaisseaux sanguins pendant la résection de tumeur cérébrale est critique. Jusqu'ici, un certain nombre d'études ont développé des méthodes pour trouver les vaisseaux sanguins invisibles. Néanmoins, l'élaboration ultérieure de telles méthodes est essentielle.

En chirurgie laparoscopic, des vaisseaux sanguins peuvent être trouvés utilisant une force/système de contrôle par retour de l'information tactile. Cependant, en neurochirurgie, il est difficile de trouver des vaisseaux sanguins suivre la force existante/méthode tactile de contrôle par retour de l'information parce que l'épaisseur des vaisseaux sanguins d'objectif est différente de celle en chirurgie laparoscopic. De plus, pendant la résection de tumeur cérébrale sous un neuroendoscope, le site chirurgical est souvent couvert dans le sang même de petits saignements puisque l'espace de fonctionnement est très étroit.

Résultats

Les scientifiques dans les domaines de l'industrie mécanique et du médicament à l'université de Kanazawa ont collaboré pour développer une méthode pour trouver des vaisseaux sanguins à l'intérieur des tumeurs qui sont autrement visuellement indétectables. Ils ont précédemment développé un manipulateur chirurgical de robot avec un système de retour de force et ont expliqué les avantages du système en neurochirurgie. Cependant, le dépistage des vaisseaux sanguins utilisant la force existante/système de contrôle par retour de l'information tactile est difficile en neurochirurgie comme décrit ci-dessus.

Dans cette étude, ils ont développé une méthode de dépistage nouvelle de vaisseau sanguin qui emploie un système chirurgical maître-esclave de robot) avec un détecteur de force au segment d'opération. La méthode trouve la pulsation de sang basée sur la force passionnante.

S'il y a une artère mince dans une tumeur, la pulsation d'une telle artère devrait être trouvée en appliquant un détecteur approprié de force à la préhenseur. Cependant, puisque la dureté des tumeurs varie largement, une telle pulsation détectant le système devrait s'appliquer aux tumeurs douces et aux tumeurs dures. De plus, puisque la pulsation artérielle est beaucoup plus petite que la force tumeur-passionnante, de tels systèmes de détecteur doivent pouvoir trouver même de petites modifications de force tout en puisant une tumeur et avoir un temps de réponse adéquat pour trouver la pulsation.

Dans cette étude, une préhenseur de diamètre de 3 millimètres a été développée suivant les indications du schéma 1 est partie. Le senseur de force intégré dans la préhenseur trouve et enregistre la pulsation d'une artère dans une tumeur et la force passionnante quand la préhenseur puise une tumeur. Puisque la pulsation humaine est environ 70 par minute, l'intervalle de la mesure de force a été réglé à 5 millisecondes. Comme vu dans la deuxième Commission de la gauche du schéma 1, la pulsation a été trouvée et sa fréquence pourrait être mesurée.

Une tumeur douce ou dure simulée a été effectuée à partir du gel d'uréthane avec du sel ajouté par 10% ou à partir du caoutchouc de silicones. La cote d'une tumeur simulée était 3 × du × 3 10 millimètres, et au centre le long du d'axe long, la tuyauterie en caoutchouc de silicones (radius = 0,5 millimètres et épaisseurs = 0,1 millimètres) a été insérée comme artère simulée. Les modules de Young) du gel d'uréthane et du caoutchouc de silicones, mesurés dans une expérience préliminaire, étaient 6 et 38 kPa, respectivement. Dans une étude de l'analyse liquide dans l'anévrisme cérébral, le module de Young d'une paroi de vaisseau sanguin normale dans le cerveau s'est avéré 1 avion de patrouille maritime, alors que ce du tube en caoutchouc de silicones mesuré dans une expérience préliminaire était l'avion de patrouille maritime 1,9. L'eau a été réussie par cette artère modèle avec une pulsation de 1,2 hertz pour simuler le flux sanguin.

La préhenseur avec une cornière d'ouverture de 34° a été montrée pour être 0° et la vitesse de rapprochement a été réglée. Un des résultats avec le gel d'uréthane est affiché sur le schéma 2. Avec le gel d'uréthane, une tumeur douce simulée, pulsation a été trouvée à 30° (ouverture 4°). D'autre part, avec le caoutchouc de silicones comme tumeur dure simulée, la pulsation a été trouvée à 15-25° (ouverture 9-19°).

Perspectives d'avenir

Ainsi, les scientifiques étaient couronnés de succès en trouvant la pulsation d'une artère simulée de cerveau de diamètre de 1 millimètre dans des tumeurs douces et dures simulées. Bien qu'ils présentent seulement des résultats fondamentaux sur le dépistage du sang palpite des tumeurs simulées par intérieur pendant le procédé passionnant, ils croient que ce système neuf sera utile pour des chirurgiens. Si le chirurgien soupçonne l'existence des vaisseaux sanguins à l'intérieur d'une tumeur, alors puiser la tumeur peut être prolongé pour déterminer des pouls de sang dans l'onde passionnante de force du manipulateur. Bien que l'exactitude de dépistage et la vitesse de cette méthode doive être améliorée, elle devrait être efficace en évitant l'hémorragie pendant la résection de tumeur, de ce fait fournissant une route pour la résection de tumeur.

Source:
Journal reference:

Yokota, H., et al. (2019) Method for the Detection of Tumor Blood Vessels in Neurosurgery Using a Gripping Force Feedback System. Sensors. doi.org/10.3390/s19235157.