Perspective review on applications of optics in cerebral endovascular neurosurgery

Pasarikovski, Christopher R.; Cardinell, Jillian; Yang, Victor X. D.

doi:10.1117/1.jbo.24.3.030601

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“…There can be more possible applications. For instance, when equipped with a miniature complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) sensor, while having multiple functional cores for both illumination and imaging, our soft continuum robots may further enable submillimeterscale endoscopic procedures such as angioscopy (38) to better diagnose embolism (occlusion by a blood clot in Fig. 1A) in neurovasculature, which is far less accessible due to the considerably smaller size.…”

Section: Steerable Laser Deliverymentioning

confidence: 99%

Ferromagnetic soft continuum robots

et al. 2019

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Small-scale soft continuum robots capable of active steering and navigation in a remotely controllable manner hold great promise in diverse areas, particularly in medical applications. Existing continuum robots, however, are often limited to millimeter or centimeter scales due to miniaturization challenges inherent in conventional actuation mechanisms, such as pulling mechanical wires, inflating pneumatic or hydraulic chambers, or embedding rigid magnets for manipulation. In addition, the friction experienced by the continuum robots during navigation poses another challenge for their applications. Here, we present a submillimeter-scale, self-lubricating soft continuum robot with omnidirectional steering and navigating capabilities based on magnetic actuation, which are enabled by programming ferromagnetic domains in its soft body while growing hydrogel skin on its surface. The robot’s body, composed of a homogeneous continuum of a soft polymer matrix with uniformly dispersed ferromagnetic microparticles, can be miniaturized below a few hundreds of micrometers in diameter, and the hydrogel skin reduces the friction by more than 10 times. We demonstrate the capability of navigating through complex and constrained environments, such as a tortuous cerebrovascular phantom with multiple aneurysms. We further demonstrate additional functionalities, such as steerable laser delivery through a functional core incorporated in the robot’s body. Given their compact, self-contained actuation and intuitive manipulation, our ferromagnetic soft continuum robots may open avenues to minimally invasive robotic surgery for previously inaccessible lesions, thereby addressing challenges and unmet needs in healthcare.

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Section: Steerable Laser Deliverymentioning

confidence: 99%

Ferromagnetic soft continuum robots

et al. 2019

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“…Overall, the soft catheter robot has distinct advantages when working in a confined space in a minimally invasive manner compared with conventional robots (as shown in Supplementary Table 2 ). For future applications 43 – 48 , we propose a digital control strategy utilizing magnetic actuation that would allow surgeons to complete operations away from x-ray radiation.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Ferromagnetic soft catheter robots for minimally invasive bioprinting

et al. 2021

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In vivo bioprinting has recently emerged as a direct fabrication technique to create artificial tissues and medical devices on target sites within the body, enabling advanced clinical strategies. However, existing in vivo bioprinting methods are often limited to applications near the skin or require open surgery for printing on internal organs. Here, we report a ferromagnetic soft catheter robot (FSCR) system capable of in situ computer-controlled bioprinting in a minimally invasive manner based on magnetic actuation. The FSCR is designed by dispersing ferromagnetic particles in a fiber-reinforced polymer matrix. This design results in stable ink extrusion and allows for printing various materials with different rheological properties and functionalities. A superimposed magnetic field drives the FSCR to achieve digitally controlled printing with high accuracy. We demonstrate printing multiple patterns on planar surfaces, and considering the non-planar surface of natural organs, we then develop an in situ printing strategy for curved surfaces and demonstrate minimally invasive in vivo bioprinting of hydrogels in a rat model. Our catheter robot will permit intelligent and minimally invasive bio-fabrication.

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“…A cirurgia neuroendovascular cerebral transformou o olhar do profissional de saúde para a doença cerebrovascular. Vários são os estudos que evidenciam a eficácia das técnicas endovasculares, atualmente, como a tecnologia e dispositivos vem tomando conta, os médicos procuram métodos cada vez menos invasivos para o tratamento e diagnósticos das patologias, sendo assim, o ultrassom a laser e o uso de OCT estão cada vez mais difundidos na prática médica 13 .…”

Section: A Biofotônica E Sua Atuação Em Cirurgiasunclassified

Biofotônica e seu uso terapêutico: uma revisão narrativa

Pereira,

Reis,

Santos

et al. 2024

OLEL

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Objetivos: Popularizar a utilização terapêutica da biofotônica nas práticas clínicas. Definindo seu uso em tecidos vivos e esclarecendo suas aplicações de modo a evidenciar a eficiência da laserterapia. Materiais e métodos: consiste em uma revisão bibliográfica, de caráter narrativo realizada por meio de buscas bibliográficas nas plataformas de dados eletrônicos Scientific Eletronic Online (SCIELO), Pubmed e revistas acadêmicas disponíveis online. Resultados e Discussão: Ao todo, 35 artigos foram selecionados na busca bibliográfica para a construção deste trabalho, entretanto, foram excluídos 13 artigos por não se enquadrarem nos quesitos de interesse. Com os 22 artigos selecionados, foram abordadas as várias formas de atuação da biofotônica, principalmente no campo diagnóstico, tratamento de cânceres, terapia a laser, detecção de doenças, cirurgias a laser e o monitoramento da saúde por meio de sensores. A introdução da biofotônica vem sendo amplamente difundida e por se tratar de uma vasta área de atuação existem muitos estudos sendo realizados em diversos campos de atuação como por exemplo na dor crônica, em lesões musculares, lesões musculares cardíacas, na atuação ortodôntica, em vários tipos de cânceres, infecções virais, bacterianas e parasitológicas, entre outras patologias. Com isso, o futuro está cada vez mais promissor para essa tecnologia, visto que se trata de um método menos invasivo, de alta sensibilidade e resultados mais rápidos. Considerações finais: A biofotônica possui aplicações em diversas áreas da saúde como o diagnóstico, tratamento e a prevenção de diversas doenças. Possivelmente, serão desenvolvidos novos dispositivos que portarão tal tecnologia e que poderão ser integrados à rotina de consultórios médicos e odontológicos, funcionando como uma alternativa segura para possíveis terapias. Entretanto, novos estudos devem ser realizados a fim de compreender a ação dessa tecnologia e os riscos inerentes ao seu uso.

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Perspective review on applications of optics in cerebral endovascular neurosurgery

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Ferromagnetic soft catheter robots for minimally invasive bioprinting

Biofotônica e seu uso terapêutico: uma revisão narrativa

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