miércoles, 26 de febrero de 2014

PERSONAS AMENAZADAS CON LA CEGUERA PUEDEN SALVAR SU VISIÓN GRACIAS A TELESCOPIO CAZADOR DE EXOPLANETAS

Ojo humano-crédito ROTFLOLEB / Wikipedia

La Misión Darwin fue concebida como parte de una flotilla de 4 naves espaciales de vuelo libre, que buscarían exoplanetas similares a la Tierra y analizarían sus atmósferas con el propósito de encontrar la firma química de la vida.
La propuesta fue que captaran imágenes de alta resolución, utilizando síntesis de apertura a fin de que proporcionara imágenes de objetos celestes con detalles sin precedentes. Era como observar la luz de una vela junto a un faro a 1.000 kilómetros de distancia.
Para lograrlo, Darwin habría utilizado una técnica llamada “interferometría de anulación”. La luz que llega a algunos de los telescopios se habría demorado un poco antes de observarse de nuevo; lo que significaba que la luz de la estrella central disminuía un poco permitiendo deducir la existencia de un objeto orbitando la estrella.
La misión Darwin no prosperó más allá de la fase de estudio, en 2007 quedó  en suspenso.
Pero el equipo técnico que trabajó en ella y había creado revolucionarios sistemas, pensaron que estos podrían tener vida propia.

El 24 de febrero de 2014,  la Agencia Espacial Europea (ESA) ha informado que médicos de los Países Bajos, han recurrido a la experiencia de un telescopio buscador de exoplanetas de la misión Darwin, para mejorar el microscopio quirúrgico utilizado en salvar la visión de las personas amenazadas de ceguera.

Médicos de la  Clínica de la Universidad del Ojo de Maastricht,  se dieron cuenta que su microscopio temblaba, haciendo que uno de cada cinco operaciones a la vista, fuera imposible ejecutarla.
La respuesta a su problema, les llegó en la forma del revolucionario dispositivo Hummingbird (Colibrí), el cual había sido originalmente diseñado para probar Darwin, el posible observatorio espacial, que había quedado en suspenso en 2007 y que permitía a los ingenieros estabilizar el microscopio y desbloquear su potencial, con lo que se podría prevenir la pérdida de visión.

Cirugía de ojo con el microscopio-crédito Wikipedia / C.A. Bascom

Los cirujanos, para ampliar el ojo, utilizan un microscopio de gran alcance montado en el techo de la sala de operaciones: “Cuando se trabaja dentro de (un límite) menor a 1 mm, un microscopio tembloroso no es una opción”, dice el cirujano oftalmólogo Profesor Carrol Weber director del Centro Médico de la Clínica Oftalmológica de la Universidad   de Maastricht. “Si un paciente tiene un desprendimiento de retina, hay que operar dentro de un día o dos para que dejen de ir a ciegas. La retina  (tiene) apenas la mitad de un milímetro de espesor y, a veces tenemos que pelar una ‘membrana epirretiniana’, que es 10 veces más delgada. Es imposible llevar a cabo este delicado tipo de cirugía con una imagen oscilando”.

Este problema se debía  a diversas circunstancias que convergían al provocar vibraciones semejantes a un temblor que hacían oscilar el microscopio. Entre ellas se podía encontrar un badén de la concurrida carretera que pasaba por fuera  y que sacudía el microscopio cada vez que un autobús pasaba por encima al cual se agregaba el viento que sopla en el exterior del nuevo hospital, el que  hacía vibrar el techo en el cual se apoyaba el microscopio. 
Aún cuando el edificio era de cristal y acero, era sensible a las vibraciones de baja frecuencia, invisibles a simple vista, las vibraciones eran 100 veces más pequeñas que el diámetro de un cabello humano. El factor de aumento de 20 veces  del microscopio, a menudo ponía en riesgo las cirugías.
Imagen del nuevo edificio del Centro Médico Universitario de la Clínica de Ojos de la Universidad de Maastricht-Crédito: John Sondeyker Architectu urfotographie bfn

Un cirujano que constantemente tiene que utilizar a mano el microscopio, tuvo la idea de que se montara el Colibrí (Humminbird) entre el techo y el brazo del microscopio, con el fin de aislarlo de la fuente de perturbación. Así se creó el amortiguador, que activamente contrarrestaba las vibraciones de baja frecuencia en los microscopios quirúrgicos, todo se logró mediante la pionera labor de un equipo de ingenieros de prueba de elementos cruciales, del proyecto del Telescopio Darwin de la ESA..

Nacido en el interés de búsqueda de exoplanetas semejantes a la Tierra, prosperó  la idea de fabricar 4 o 5 telescopios espaciales de vuelo libre, para lo cual la organización de investigación holandesa TNO, desarrolló una “línea de retardo óptico” la cual combina la luz que se ve desde cada uno de los telescopios, creando una sóla y detallada imagen. “Pero existió un problema” dice Len van der Wal de TNO, “Hubieron vibraciones de la transitada calle fuera del laboratorio que estaba en el sótano; se tomaron todas las medidas imaginables, pero era imposible de probar completamente la línea de retardo; así que tuvimos que idear un ambiente totalmente nuevo el que podría cancelar esas vibraciones: un banco de pruebas sin vibraciones”.
 Ilustración de uno de los telescopios de la Misión Darwin-Crédito ESA/Medialab

 A menudo, las tecnologías desarrolladas para los programas espaciales, proporcionan inteligentes soluciones en los sistemas terrestres;  y considerando que la Misión Darwin no había progresado más allá de la fase de estudio,  el  equipo de TNO no se desanimó, especialmente al darse cuenta que de  aplicarlo, podrían dar vida propia a la revolucionaria plataforma que habían inventado. Al mismo tiempo, TNO es parte de la Red del Programa de Transferencia de Tecnología de la ESA para los spin-off de soluciones espaciales, por lo tanto, decidieron que el problema fuera llevado a la Empresa de Ingeniería Holandesa MECAL.

“Hay dos tipos de vibraciones”, explica Johan Van Seggelen, “Vibraciones de alta frecuencia (desde donde) provienen los movimientos rápidos como un motor; para amortiguarlos, utilizamos resortes o goma,  que es el aislamiento pasivo; y las vibraciones de baja frecuencia (que corresponden) al movimiento lento, como el tráfico, el viento, las olas en una playa o incluso, la gente que camina delante de un edificio, (que) son más difíciles de eliminar. No se pueden utilizar muelles para detener el vaivén  (de un) edificio (ocasionado por) el viento. Lo que se tiene que hacer es contrarrestar ese movimiento. A esto lo llamamos  aislamiento activo”.

El Hummingbird [Colibrí] detecta las pequeñas vibraciones y los pequeños actuadores  empujan el microscopio en la dirección opuesta, cancelando de manera efectiva la vibración; es como si se estuviera de pie en un acantilado con el viento empujando en una dirección y alguien te empuja en forma contraria con la misma fuerza. 
La lucha contra las vibraciones no es algo nuevo, pero el Hummingbird tiene una característica única: El equipo inventó y patentó el mecanismo de <<acoplamiento horizontal>>, el que mantiene el nivel horizontal de los sensores de vibración en todo momento;  por lo tanto, evita los errores que se producen normalmente cuando las vibraciones horizontales son contrarrestados en ultra-bajas frecuencias en un ciclo de dos segundos.
Los sistemas activos sin esta tecnología, por lo general sólo trabajan en no más de cinco ciclos por segundo. “Todo se mueve dentro de ‘seis grados de libertad: Arriba/abajo, adelante/atrás, derecha/izquierda, balance, cabeceo y guiñada”, explica Johan, “Gracias al acoplamiento horizontal, el Hummingbird, cuenta las vibraciones en los seis”.
Esto fue vital al montar el dispositivo en el techo de la sala de operaciones, la cual se movía horizontalmente.
Prueba del Colibrí en el banco de pruebas sin vibraciones- Crédito: TNO

“El Hummingbird ha cambiado nuestra vida profesional” dice el profesor Weber, “Nuestros pacientes pueden sentirse totalmente seguros que por fin llegamos a usar nuestro hermoso nuevo edificio con su teatro de operaciones al máximo”.
TNO está encantado de que su innovador trabajo esté dando frutos; “De algo creado para el espacio, nos preguntábamos como y donde podríamos aterrizar en la Tierra este proceso creativo” señala Len Van der Wal.

Entonces, ¿Qué será lo próximo para el amortiguador de vibraciones del microscopio quirúrgico?
“Puede ser útil para todo tipo de operaciones de precisión, tales como la cirugía del cerebro, neurosensor para los pequeños vasos sanguíneos, etc., ya tenemos el interés de Hospitales de Austria, Canadá y del Reino Unido”, dice Johan.


Colibrí - Hummingbird

Mientras tanto, el equipo  lanzará su última versión del Colibrí [Hummingbird] que, al igual que las alas de su homónimo – bate sus alas hasta 80 veces por segundo – es una hazaña de ingeniera de los seres humanos unida a una no menos impresionante hazaña de la naturaleza.
Fuente: ESA -  Programa De Trasferencia de Tecnología
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