Impacto
Controle de movimento de precisão para um melhor atendimento de pacientes
Já considerado anteriormente um conceito futurista, a cirurgia assistida por robôs está tornando o “impossível” parte da rotina. Agora, cirurgiões podem realizar uma cirurgia que salva vidas remotamente, em pacientes a milhares de quilômetros de distância. Além disso, descobriu-se que a cirurgia robótica minimamente invasiva e altamente precisa reduz significativamente as complicações pós-cirurgia.
A automação está transformando o setor de saúde, ajudando os profissionais de saúde a melhorar o conforto, os cuidados e os resultados de pacientes. A CGI Inc., uma parte do portfólio de movimento industrial da Timken, inova nas soluções de engrenagens e tecnologias de processo que impulsionam a precisão e a eficiência em cirurgias assistidas por robôs, elevando o bem-estar e a longevidade de pacientes em todo o mundo.
“Nossos clientes estão criando soluções nunca vistas antes. Eles nos veem como uma extensão de suas capacidades internas de P&D e engenharia, confiando em nós para resolver problemas o mais cedo possível no processo de projeto.”
Tim Pirie
Diretor de tecnologia da CGI Inc.
Inovação médica para definir o futuro
Um mercado de alta tecnologia ainda em sua infância, os robôs cirúrgicos estão dando seus primeiros passos para transformar o atendimento ao paciente em grande escala. Hoje, mais de 14 milhões de cirurgias assistidas por robôs são realizadas anualmente, um aumento significativo desde os três milhões em 2017.
Esse crescimento e inovação têm se desenvolvido por 25 anos. Segundo Tim Pirie, diretor de tecnologia da CGI Inc, os sistemas de robótica cirúrgica têm longos ciclos de desenvolvimento devido a seus projetos complexos, requisitos avançados de precisão e ambiente médico altamente regulamentado.
“Nossos clientes estão criando soluções nunca vistas antes”, disse Pirie. “Eles nos veem como uma extensão de suas capacidades internas de P&D e engenharia, confiando em nós para resolver problemas o mais cedo possível no processo de projeto.”
As soluções de caixa de transmissão de precisão da CGI são usadas em robôs cirúrgicos para permitir tração e posicionamento preciso. Os cirurgiões usam controles para manipular os braços robóticos que podem realizar um reparo da válvula cardíaca, remover um apêndice ou tratar um câncer. Alguns sistemas possuem um braço robótico para cirurgias de incisão única; sistemas mais sofisticados usam até quatro braços para lidar com os procedimentos mais desafiadores e oferecer maior flexibilidade na sala de cirurgia.
Muitas dessas plataformas cirúrgicas são formadas por múltiplos subsistemas e as soluções da CGI não se limitam a apenas um, mas sim dão suporte a vários deles.
A experiência técnica da CGI também promove inovação médica além das cirurgias. Em apoio à área de diagnóstico, a CGI influencia o projeto de broncoscopias robóticas que permitem a detecção precoce do câncer de pulmão e equipamentos de testes laboratoriais automatizados que identificam doenças. Algumas das menores caixas de transmissão de precisão da CGI ajudam corações artificiais a bombear automaticamente sangue para pacientes que vivem com insuficiência cardíaca avançada.
A tecnologia para essas aplicações está em constante evolução, e os equipamentos produzidos pela CGI são a base sobre a qual a próxima geração de automação médica está sendo estabelecida atualmente.
Legado da P&D centrada no cliente
Fundada por engenheiros em 1967 como California Gear and Instrument, a CGI ajudou inicialmente as indústrias aeroespacial e de dispositivos médicos a inovar em muitos marcos técnicos pioneiros.
Com a influência de projetos que remontam às missões Apollo da NASA, a CGI projetou uma caixa de transmissão de precisão personalizada para a ferramenta manual que os astronautas usaram para concluir a primeira missão de manutenção do Telescópio Espacial Hubble em 1993. A ferramenta ainda é utilizada atualmente a bordo da Estação Espacial Internacional.
Essa experiência aeroespacial se traduziu bem no ainda incipiente mercado de dispositivos médicos. Na década de 1970, os primeiros procedimentos bem-sucedidos de substituição do joelho foram realizados usando ferramentas de cirurgia ortopédica fornecidas pela CGI.
“Trabalhar com ossos cria desafios difíceis, e nossos clientes de ferramentas cirúrgicas precisavam de acionamentos de caixas de transmissão que pudessem criar mais torque para um desempenho impecável”, disse Pirie. “Éramos um dos poucos com essa experiência.”
Pirie acrescentou que há pontos em comum entre a ortopedia naquela ocasião e o mercado de automação médica atual. “Há apenas algumas poucas empresas e engenheiros na vanguarda porque é algo tão novo”, disse ele. “Os clientes sabem que podemos dar suporte a eles porque os ajudamos a solucionar os maiores desafios técnicos da medicina moderna desde o início.”
Um dos primeiros inovadores em robótica cirúrgica abordou a CGI depois de passar por falhas de engrenagens compradas prontas para uso em 80% dos seus primeiros robôs. Os especialistas técnicos e em P&D da CGI rapidamente personalizaram uma nova solução para resolver o problema de desempenho e colocar a plataforma de robôs de volta à produção. Em pouco tempo, o mesmo cliente pediu aos especialistas da CGI que desenvolvessem uma solução personalizada que corrigisse um problema de folga que tinha com as caixas de transmissão padronizadas de um concorrente.
Crédito: NASA Goddard
Hoje, os especialistas em P&D e engenharia da CGI estão envolvidos no início do ciclo de projeto desse cliente. A colaboração precoce leva a soluções de engrenagens de precisão mais integradas, que melhoram a eficiência tanto para o equipamento quanto para os processos internos do cliente.
O resultado é uma inovação mais rápida que está expandindo rapidamente o acesso dos pacientes aos cuidados médicos com suporte da automação. Cada vez mais testes diagnósticos estão se tornando automatizados, permitindo administrar volumes mais altos. E a robótica, uma vez limitada a procedimentos específicos, está sendo adotada em cirurgias em geral, para tratar uma gama mais ampla de condições.
Pirie adicionou: “É impressionante pensar na complexidade necessária para chegar aqui e o que será possível no futuro. É emocionante fazer parte da inovação.”
Published: 2025/06/5
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Ciência dos materiais para fabricação
Uma empresa única no mercado de caixas de transmissão médicas, os especialistas da CGI têm profundo conhecimento em todos os aspetos da cadeia de valor técnico, da metalurgia e novos revestimentos de superfícies até processos de produção, como engrenagens de precisão, soldagem a laser e retífica de precisão. Os avanços nessas áreas têm sido impulsionados pela evolução das necessidades dos clientes e pacientes.
A CGI foi uma das primeiras empresas a aplicar revestimentos de DLC (Carbono semelhante a diamante) em dentes de engrenagens em caixas de transmissão de precisão de ajuste fino para o setor médico. Esses revestimentos de nanocompósitos extremamente duros ajudam a minimizar o desgaste em aplicações médicas sujeitas a altas cargas, atrito e desgaste extremos e contato constante com outros componentes. E o que é ainda mais importante, ajudam a reduzir o ruído e a vibração, o que proporciona um ambiente mais calmo para pacientes e profissionais da saúde.
“Em comparação com outros materiais, como cromo duro, os revestimentos de DLC são muito finos e podem ser aplicados sem afetar o desempenho geral da caixa de transmissão”, disse Pirie. “Aplicamos em dezenas de milhares de produtos anualmente.”
Antes da produção, os revestimentos de DLC são frequentemente aplicados em protótipos de clientes construídos internamente para testes de clientes. A loja de protótipos da CGI é onde a experiência em projeto de seus engenheiros atende ao know-how de fabricação de sua equipe de produção.
A CGI é conhecida por suas capacidades na fabricação de tolerâncias estritas, seja para soluções de engrenagens ou componentes relacionados, como eixos de precisão usados em instrumentos ortopédicos e equipamentos de imagem médica.
A inovação em todos os processos da empresa oferece duas vantagens adicionais: altos níveis de qualidade e maior controle do agendamento. Desde a seleção de matérias-primas até a inspeção final do produto, as soluções da CGI passam por um Sistema de Gerenciamento da Qualidade consistente que proporciona aos projetistas de robótica um elevado nível de confiança e aos pacientes um elevado nível de cuidado. Gerenciar tudo internamente equivale a prazos de entrega mais curtos que atendem aos cronogramas agressivos dos clientes para equipar mais hospitais com essas tecnologias que salvam vidas.
“Nossos clientes ficam empolgados quando falamos sobre processos de nicho, como soldagem a laser, que nós mesmos realizamos”, disse Pirie. “Isso abre oportunidades para futuras colaborações.”