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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