Le marc de café a de nombreuses utilisations en plus de vous faire vibrer, de l'élimination des odeurs de votre réfrigérateur à la fertilisation de votre jardin. La chirurgie du nez et de la gorge n'est pas un ajout évident à cette liste, mais une nouvelle invention d'ingénieurs de l'Université Vanderbilt utilise des grains de café broyés pour améliorer la précision de la technologie d'imagerie de la chirurgie de la tête.
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"Au départ, nous l'appelions le casque de café", explique Richard Hendrick, un étudiant diplômé du Medical Engineering and Discovery Lab de l'université, à propos du "bouchon granulaire" de son équipe. Le bouchon rempli de café a été créé pour résoudre un problème de précision technologique.
Au cours de la dernière décennie, la chirurgie guidée par l'image a révolutionné les chirurgies du nez et de la gorge, permettant aux médecins de suivre en temps réel leurs instruments à l'intérieur du corps d'un patient pour éviter les coupures inutiles, en particulier dans les chirurgies endoscopiques délicates fonctionnant avec des outils insérés à travers le nez ou de très près. petites incisions. Aujourd'hui, la technologie est utilisée dans près d'un million de procédures neurochirurgicales chaque année. Pour fonctionner, cependant, les chirurgiens doivent être en mesure de cartographier avec précision la zone à traiter avant l'opération. Ils réalisent un modèle tridimensionnel à l'aide d'une tomodensitométrie ou d'une IRM, puis utilisent un programme informatique pour aligner le modèle avec le patient réel sur la table d'opération.
Souvent, ce processus "d'enregistrement" est réalisé en attachant des cibles appelées "fiducials", semblables aux points portés par les acteurs qui sont transformés en personnages CGI, à la tête du patient pour suivre ses caractéristiques crâniennes. Une caméra au-dessus du patient réaligne le modèle 3D en fonction de la position des points, ce qui permet aux médecins de regarder un écran pendant l'opération et de voir en temps réel où ils se trouvent dans la tête du patient.
Selon Hendrick, ces technologies de numérisation sont exactes "jusqu'à moins d'un millimètre", mais lorsqu'il observait des interventions chirurgicales, il a vu, avec son équipe, des cas dans lesquels les chirurgiens finiraient par utiliser leurs outils dans des zones que leurs écrans leur interdisaient. t être en cours d'exécution, ce qui signifie que le balayage était faux. Cela peut rallonger les interventions chirurgicales car les chirurgiens ne peuvent plus faire confiance à leurs outils, a noté Hendrick, et pourraient provoquer des dommages accidentels dus à des coupes mal placées.
"Nous étions en train de regarder comme 'Qu'est-ce qui se passe?", Dit Hendrick. Finalement, ils ont compris que le problème venait du processus d’enregistrement, plus précisément de ces points. Selon Hendrick, tout mouvement accidentel des points lors de la numérisation ou de la chirurgie jette l'alignement du modèle 3D, et il était extrêmement facile pour ce mouvement de se produire, car la peau humaine est souple et flexible et le crâne lisse et difficile à saisir. L’équipe de Hendrick a découvert que même un bonnet de bain serré était sensible aux petits mouvements, qu’il s’agisse de mouvements involontaires d’un patient ou de câbles accrochant le bonnet, et une erreur de calibrage même millimétrique pourrait suffire à provoquer une mauvaise coupure.
"La tête est à peu près comme un oeuf", dit Hendrick. "Il n'y a pas beaucoup de géométrie que nous pouvons bien saisir."
Pour résoudre ce problème, l'équipe de Hendrick s'est inspirée d'un dispositif innovant créé par les ingénieurs de l'Université Cornell en 2010. Cette "pince robotique universelle" utilise un ballon rempli de café moulu relié à un aspirateur pour créer une "main" capable de tout saisir. Le ballon et les fonds restent lâches jusqu'à ce que le vide soit activé, ce qui rapproche les particules de café les unes contre les autres, formant ainsi un solide ad hoc. Si le ballon est pressé contre un objet alors qu'il est desserré, l'activation de l'aspiration permet au marc de café de former une adhérence serrée autour de cet objet.
L'équipe de Hendrick a créé une casquette remplie de café moulu pour faire la même chose avec la tête. Lorsque l'air est aspiré du capuchon, il forme un joint rigide sur la tête, empêchant les points attachés au capuchon de bouger.
«C’est vraiment, vraiment formé de manière rigide à l’anatomie», déclare Hendrick, qui a essayé plusieurs fois le bonnet, le décrivant comme une sensation de «dur à cuire» attachée à la tête, mais sans douleur. "C'est devenu quelque chose qui a considérablement amélioré la précision de ces inscriptions."
L'équipe de Hendrick a déposé une demande de brevet pour son appareil et recherche actuellement un partenaire industriel susceptible de l'aider à obtenir une approbation réglementaire pour le placer dans les salles d'opération au cours des prochaines années. Bientôt, le café pourrait jouer un rôle dans les chirurgies en plus de garder les médecins éveillés.
