Um robô cirúrgico experimental está indo para a Estação Espacial Internacional

A mão do robô cirúrgico MIRA. (Craig Chandler/UNL)

Em um futuro próximo, a NASA e outras agências espaciais enviarão astronautas para além da órbita terrestre baixa (LEO) pela primeira vez em mais de cinquenta anos.

Mas, ao contrário da Era Apollo, essas missões consistirão em astronautas passando longos períodos em a lua e viajando de e para Marte (com alguns meses de operações de superfície no meio).

Além disso, há também a comercialização planejada do espaço LEO e cis-lunar, o que significa que milhões de pessoas podem viver a bordo de habitats espaciais e assentamentos superficiais bem além da Terra.



Isso apresenta muitos desafios, que incluem a possibilidade de que os doentes e feridos não tenham médicos licenciados para realizar cirurgias potencialmente salvadoras.

Para resolver isso, o professor Shane Farritor e seus colegas da Universidade de Nebraska-Lincoln (UNL) Campus de Inovação de Nebraska (NIC) desenvolveram o Assistente robótico miniaturizado in vivo (MIRA) .

Em 2024, esta plataforma portátil miniaturizada de cirurgia robótica assistida (RAS) será levada para a Estação Espacial Internacional (ISS) para uma missão de teste para avaliar sua capacidade de realizar procedimentos médicos no espaço.

Farritor é o David e Nancy Lederer Professor de Engenharia na Universidade de Nebraska, que estudou robótica no MIT. Como parte de seus estudos, ele trabalhou com o NASA Kennedy Space Center, Goddard Space Flight Center e Jet Propulsion Laboratory em apoio ao projeto da NASA. Rover de Exploração de Marte (MER) programa.

Este consistia em auxiliar na concepção e montagem do Curiosidade e Perseverança rovers, definindo seu planejamento de movimento e inventando um processo em que os detectores de sol do rover são usados ​​para determinar sua direção de viagem.

Em 2006, ele e Dmitry Oleynikov – ex-professor de cirurgia do Centro Médico da Universidade de Nebraska (UNMC) – fundaram a Virtual Incision, uma empresa iniciante sediada no NIC.

Em abril de 2022, Farritor foi nomeado o vencedor inaugural do Prêmio de Inovação e Comercialização de IP do Corpo Docente – emitido pela Universidade de Nebraska para propriedade intelectual.

Por quase 20 anos, Farritor, Oleynikov e seus colegas vêm desenvolvendo a suíte cirúrgica robótica MIRA, que atraiu mais de US$ 100 milhões em capital de risco.

Recentemente, a NASA concedeu à Virtual Incision uma doação de US $ 100.000 por meio do Departamento de Energia dos EUA (DoE) Programa estabelecido para estimular a pesquisa competitiva (EPSCoR) para ajudar engenheiros e roboticistas do NIC a prepará-lo para seu teste a bordo da ISS.

Comparado aos conjuntos cirúrgicos robóticos convencionais, o MIRA oferece duas vantagens. Primeiro, seus instrumentos podem ser inseridos através de pequenas incisões, permitindo que os médicos realizem operações minimamente invasivas (como cirurgia abdominal e ressecções de cólon).

Em segundo lugar, a tecnologia pode permitir a telemedicina, onde os cirurgiões podem realizar operações remotamente e fornecer serviços para locais distantes de uma instalação médica. Na Terra, essa tecnologia já permite que médicos ajudem pessoas em locais distantes onde os serviços não estão prontamente disponíveis.

No entanto, a tecnologia MIRA tem o benefício adicional de realizar operações de forma autônoma, o que significa que os astronautas que servem na Lua e em Marte podem receber cuidados médicos sem a necessidade de um cirurgião humano.

Disse John Murphy, CEO da Virtual Incision, em uma empresa recente Comunicado de imprensa :

“A plataforma Virtual Incision MIRA foi projetada para fornecer o poder de um dispositivo de cirurgia assistida por robô de mainframe em um tamanho miniaturizado, com o objetivo de tornar o RAS acessível em qualquer sala de cirurgia do planeta.

'Trabalhar com a NASA a bordo da estação espacial testará como o MIRA pode tornar a cirurgia acessível mesmo nos lugares mais distantes.'

Durante o próximo ano, Farritor trabalhará com a estudante de engenharia Rachael Wagner para preparar o MIRA para operações a bordo da ISS. Wagner começou a trabalhar com Farritor como estudante de graduação e assumiu um cargo na Virtual Incision em 2018 após concluir seu bacharelado em engenharia mecânica.

Isso consistirá em escrever software, configurar o MIRA para caber dentro de um armário de experimentos e testar o dispositivo para garantir que seja robusto o suficiente para sobreviver ao lançamento a bordo de um foguete e funcionar conforme necessário no espaço.

Em agosto de 2021, a MIRA realizou com sucesso sua primeira cirurgia remota como parte de um estudo clínico sob uma Isenção de Dispositivo Investigacional (IDE) da Food and Drug Administration (FDA) dos EUA.

O procedimento – realizado pelo Dr. Michael A. Jobst no Bryan Medical Center em Lincoln, Nebraska – consistiu em uma hemicolectomia direita (onde metade do cólon é removido) e foi realizado com uma única incisão dentro do umbigo.

Disse Dr. Jobst: 'A plataforma MIRA é uma verdadeira plataforma inovadora para cirurgia geral, e é extremamente gratificante ser o primeiro cirurgião do mundo a usar o sistema.

“O procedimento foi tranquilo e o paciente está se recuperando bem. Estou animado para desempenhar um papel em dar os primeiros passos para aumentar o acesso à cirurgia robótica assistida, que tem benefícios claros para os pacientes.'

Em outro experimento, o ex-astronauta Clayton Anderson (astronauta aposentado da NASA) operou o MIRA do Johnson Space Center, orientando-o a realizar tarefas semelhantes a cirurgias em uma sala de cirurgia no Centro Médico da Universidade de Nebraska - localizado a 1.450 quilômetros (900 milhas) de distância. .

Durante seu próximo teste a bordo da ISS, o MIRA operará de forma autônoma sem a ajuda de um controlador. Para este teste, o robô cortará elásticos bem esticados (simulando a pele) e empurrando anéis de metal ao longo de um fio (simulando operações delicadas).

'Essas simulações são muito importantes por causa de todos os dados que coletaremos durante os testes', disse Wagner em um comunicado à Nebraska News.

Este teste será a operação mais autônoma do robô até agora, que se destina a conservar a largura de banda de comunicação da estação espacial e minimizar o tempo que os astronautas gastam com o experimento.

No entanto, o objetivo desta missão não é demonstrar a autonomia do robô (que ainda é limitada), mas ajustar a operação do robô em gravidade zero. Esses experimentos ajudarão a validar a tecnologia para futuras missões de longa duração dentro e além da LEO.

Como Farritor disse : 'A NASA tem planos ambiciosos para viagens espaciais de longa duração, e é importante testar as capacidades da tecnologia que podem ser benéficas durante missões medidas em meses e anos.

'A MIRA continua a ultrapassar os limites do que é possível em RAS, e estamos satisfeitos com o seu desempenho até agora durante testes clínicos . Estamos empolgados em dar um passo adiante e ajudar a identificar o que pode ser possível no futuro, à medida que as viagens espaciais estão se tornando uma realidade para a humanidade.'

À medida que os humanos viajam cada vez mais longe da Terra, eles precisarão ser o mais autossuficientes possível. Na Lua, Marte e outros locais no espaço profundo, as missões de reabastecimento são impraticáveis, assim como médicos ou pacientes voando de e para esses locais.

Isso significa que, além de poder cultivar seus próprios alimentos, utilizar recursos locais para atender às suas necessidades (ISRU), contar com sistemas biorregenerativos de suporte à vida e gerar eletricidade localmente, eles precisarão fornecer serviços essenciais, como assistência médica e cirurgia.

Este artigo foi originalmente publicado por Universo hoje . Leia o artigo original .

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