Sensores táctiles desechables de bajo costo para palpación en cirugía mínimamente invasiva

La cirugía mínimamente invasiva asistida por robot impide que los cirujanos palpen manualmente los órganos para localizar tumores subsuperficiales y otras estructuras. Una solución es utilizar ecografía; sin embargo, no siempre es fiable. Se han propuesto matrices de sensores táctiles como una modalidad alternativa o complementaria, pero los diseños actuales presentan inconvenientes, entre ellos un gran número de cables, la falta de capacidad de autoclavado o de carácter desechable y un alto costo. En este artículo, se presentan cuatro diseños de matrices de sensores táctiles esterilizables, de bajo costo y producibles en masa con un número mínimo de cables. Se han diseñado versiones tanto piezorresistivas como capacitivas, cada una con una resolución espacial de 2 mm × 2 mm y una frecuencia de escaneo de 30 Hz. Para cada versión se presentan dos tamaños con 48 o 90 elementos sensores. Los elementos sensores pueden medir presiones de contacto con una resolución de 1 kPa y tienen más del 84% de precisión en el rango de 25-150 kPa. El bajo costo permite que los sensores sean desechables, evitando el deterioro del rendimiento resultante del autoclavado repetido. Los sensores incluyen el circuito de conversión analógica a digital integrado, requiriendo solo dos líneas de alimentación y dos líneas de señal digital para conectarlos. El reducido número de cables de salida permite incorporar los sensores en instrumentos quirúrgicos robóticos con muñecas articuladas que no disponen de espacio para un gran número de cables. Se demuestra que ambas versiones de sensores son capaces de detectar tumores de 6 mm de diámetro a una profundidad de 10 mm en un fantoma de silicona y en muestras de tejido ex vivo.