أعلن فريق بحثي من مختبر الموائع الدقيقة والأجهزة المصغرة بجامعة نيويورك أبوظبي عن نجاحه في تطوير طريقة بسيطة وفعالة لتوفير ميزة الإحساس باللمس خلال إجراء عمليات التدخل الجراحي المحدود، والتي تتيح للجراحين معرفة طبيعة وملمس الأنسجة أثناء إجراء الجراحات الدقيقة بالمنظار. وتعاون الفريق مع جراحيّ مستشفى كليفلاند كلينك أبوظبي لاختبار فعالية الأداة الجديدة، التي تعتمد على حساسات جاهزة تُدمج ضمن الملقط المخصص للجراحة بالمنظار.
وتوفر عمليات التدخل الجراحي المحدود (المعروفة أيضاً باسم جراحة المنظار) مجموعةً واسعة من الميزات، فهي تعتمد على إحداث شقوق صغيرة في الجسم توفر من خلالها وصولاً دقيقاً إلى الأعضاء المستهدفة، وتتيح للجراحين استخدام أدوات طبية مخصصة ومزودة بأنابيب طويلة ودقيقة يمكن تجهيزها بمناظير وإبر وملاقط ومقصات جراحية. تتميز جراحات المنظار بفترات نقاهة قصيرة مقارنةً بالعمليات المفتوحة، وتحد من ندبات وآلام ما بعد الجراحة، إلا أنها لا تترك للجراحين سوى إمكانية رؤية محدودة، ولا تمكنهم من معرفة الاختلافات النسبية ومدى صلابة الأنسجة خلال العمليات، وهنا تظهر معضلة "غياب حاسة اللمس" المعروفة أثناء جراحات المنظار.
وأصدر الفريق، بقيادة الدكتور محمد قسايمة، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية والطبية الحيوية في جامعة نيويورك أبوظبي، دراسة بحثية جديدة نُشرت في مجلة الهندسة التحويلية في مجال الطب والصحة، التابعة لمعهد الهندسة الكهربائية والإلكترونية، بعنوان "تقييم صلابة الأنسجة والكشف عن الكتل في عمليات التدخل الجراحي المحدود عن طريق تطوير ملاقط التنظير الذكية". وأوضحت الدراسة كيفية إضافة نظام من الحساسات المتوفرة تجارياً ضمن أجهزة التنظير شائعة الاستخدام بهدف تطوير ملاقط تنظير ذكية، والتي توفر نظام قياسٍ مباشرٍ لقوة المسك ودرجة انضغاط الأنسجة باستخدام حساس قوة مثبّت على طرف الملقط، بالإضافة إلى حساس لقياس زاوية مقبض جهاز التنظير. ويتم تحليل البيانات الواردة من الحساسات باستخدام لوحة تحكم الكترونية لإظهار البيانات على شاشة العرض. واعتماداً على قياسات التغيّر التي يسجلها الحساسان، توفر الأداة للجراحين مؤشراً حول الصلابة النسبية للأنسجة والقوة المطبّقة عليها أثناء العملية، لتدعم عملية اتخاذ القرارات خلال مختلف مراحل العمل الجراحي. ويمكن كذلك استغلال هذه المنهجية لإضافة مزايا ذكية وسهلة التطبيق والاستخدام إلى الأدوات الجراحية التقليدية، مما يوفر قراءةً لملمس الأنسجة حسب الطلب.
وتعليقاً على هذا الموضوع، قال محمد قسايمة: "تقوم هذه المنهجية البسيطة على فكرة قانون هوك للمرونة، والتي ندرّسها لطلابنا في مراحل الهندسة المبكرة من خلال دراسة أساسيات ميكانيكا المواد الصلبة. ويعكس هذا الابتكار الإمكانيات الكبيرة لمبادئ الهندسة الأساسية في إطار الهندسة التحويلية في مجال الطب".
وأُجريت الاختبارات على النموذج الأولي في المختبر بمشاركة جراحين مختصين في عمليات التدخل الجراحي المحدود من مستشفى كليفلاند كلينك أبوظبي، وتضمنت مجموعةً متنوعة من الأنسجة الصلبة واللينة، مثل العينات محلية الصنع ذات درجات الصلابة المعروفة، وقطع لحم الدجاج النيئ والمطهو، بالإضافة إلى عينات من الجهاز الهضمي للخروف مثل المعدة والأمعاء. وأظهرت النتائج أن الأداة المبتكرة ساعدت الجراحين بشكل واضح على تصنيف العينات المختلفة بناءً على درجات صلابتها، فضلاً عن قدرتها على تحديد الكتل الداخلية المخفية ضمن تلك العينات، مما يؤدي إلى إثراء الجراحين بالمعلومات اللازمة لإتمام الجراحة بكفاءة أفضل.
وبهذا الصدد، قال وائل عثمان، طالب الدكتوراه في الهندسة الميكانيكية ومعدّ الدراسة الرئيسي: "يلجأ الجراحون خلال الجراحات المفتوحة إلى استخدام الأيدي والاعتماد على حاسة اللمس في التعامل مع الأعضاء والأنسجة الداخلية للحصول على المعلومات اللازمة لاتخاذ القرارات أثناء الجراحة. إلا أن هذه الجراحات التقليدية تحمل العديد من التحديات، مثل الحاجة إلى إجراء شقوق كبيرة وخطورة المضاعفات المحتملة التي ترتبط بها، فضلاً عن الألم وخطر الالتهابات وتطلَّب وقت طويل للنقاهة بعد الجراحة. ويلبي ابتكارنا الجديد الحاجة إلى هذه المعلومات والبيانات الحسية المهمة أثناء عمليات التدخل الجراحي المحدود".
وأردف قسايمة: "يقدّم النموذج الأولي الحالي إثباتاً لمبدأ التقنية الجديدة، وسوف تركز جهودنا المستقبلية على تطوير قدرات أكثر دقة تتيح اكتشاف الفوارق التفصيلية في بنية الأنسجة وصلابتها، ونخطط بالتعاون مع زملائنا في مستشفى كليفلاند كلينك أبوظبي لإجراء اختبارات على عينات أكثر محاكاةً للأنسجة البشرية الحقيقية".