磁性機器人可進入最小支氣管采樣
2022-03-23 12:15:11 來源:
根據21日發表在《軟體機器人》雜志上的論文,英國利茲大學風暴實驗室團隊開發了一種磁性觸手機器人,直徑只有2毫米,大約是圓珠筆筆尖的兩倍,可由患者體外的磁鐵引導進入肺部狹窄的管道。研究證明,這種機器人可以到達肺部最小的支氣管處,可采集組織樣本或提供癌癥治療。
目前,醫學界使用支氣管鏡對肺部和呼吸道進行檢查,包括使用一個直徑約3。5至4毫米的軟管狀器械穿過鼻子或口腔,進入支氣管通道。由于其體積限制,支氣管鏡只能到達支氣管樹的上層。
為了更深入地研究肺部,醫生使用直徑約2毫米的導管或細管通過支氣管鏡,進入肺的較細小管。但是,醫生在如何移動支氣管鏡方面受到限制,很難將儀器和導管引導到需要的地方。
現在,磁性觸手機器人的開發使檢查更具可操作性,醫生可使用個性化的機器人引導系統來應對不同的手術。
負責監督這項研究的風暴實驗室主任皮埃特羅·;瓦爾達斯特里教授說:一個2毫米大小的磁性觸手機器人或導管,其形狀通過磁性控制以符合支氣管樹的解剖結構,可以到達肺的大部分區域,這將是檢查和治療可能的肺癌和其他肺部疾病的重要臨床工具。
為減小機器人的尺寸,同時保持運動的可控性,研究人員用一系列相互連接的圓柱形管段制造了機器人,每個管段直徑2毫米,長度約80毫米。這種材料由柔軟的彈性體或橡膠狀材料制成,其中浸漬了微小的磁性顆粒。
由于磁性顆粒的存在,在外部磁場的作用下,相互連接的片段可以進行一定的獨立移動。于是,磁性觸手機器人具有了高度靈活性,能夠變形,并且小到可以避免卡在肺部。
同時,安裝在患者外部的機械臂上的磁鐵被用來引導機器人進入肺部,這一過程將為每個手術量身定做。
在手術前,醫生將對患者肺部進行掃描,規劃機器人通過支氣管樹的路線,并將其編程到系統中。當患者外部的磁鐵移動時,它們會對導管管段中的磁性顆粒產生作用力,導引體內機器人改變形狀或方向,從而通過肺部到達可疑病變的位置,進行采集組織樣本或提供治療。
根據21日發表在《軟體機器人》雜志上的論文,英國利茲大學風暴實驗室團隊開發了一種磁性觸手機器人,直徑只有2毫米,大約是圓珠筆筆尖的兩倍,可由患者體外的磁鐵引導進入肺部狹窄的管道。研究證明,這種機器人可以到達肺部最小的支氣管處,可采集組織樣本或提供癌癥治療。
目前,醫學界使用支氣管鏡對肺部和呼吸道進行檢查,包括使用一個直徑約3。5至4毫米的軟管狀器械穿過鼻子或口腔,進入支氣管通道。由于其體積限制,支氣管鏡只能到達支氣管樹的上層。
為了更深入地研究肺部,醫生使用直徑約2毫米的導管或細管通過支氣管鏡,進入肺的較細小管。但是,醫生在如何移動支氣管鏡方面受到限制,很難將儀器和導管引導到需要的地方。
現在,磁性觸手機器人的開發使檢查更具可操作性,醫生可使用個性化的機器人引導系統來應對不同的手術。
負責監督這項研究的風暴實驗室主任皮埃特羅·;瓦爾達斯特里教授說:一個2毫米大小的磁性觸手機器人或導管,其形狀通過磁性控制以符合支氣管樹的解剖結構,可以到達肺的大部分區域,這將是檢查和治療可能的肺癌和其他肺部疾病的重要臨床工具。
為減小機器人的尺寸,同時保持運動的可控性,研究人員用一系列相互連接的圓柱形管段制造了機器人,每個管段直徑2毫米,長度約80毫米。這種材料由柔軟的彈性體或橡膠狀材料制成,其中浸漬了微小的磁性顆粒。
由于磁性顆粒的存在,在外部磁場的作用下,相互連接的片段可以進行一定的獨立移動。于是,磁性觸手機器人具有了高度靈活性,能夠變形,并且小到可以避免卡在肺部。
同時,安裝在患者外部的機械臂上的磁鐵被用來引導機器人進入肺部,這一過程將為每個手術量身定做。
在手術前,醫生將對患者肺部進行掃描,規劃機器人通過支氣管樹的路線,并將其編程到系統中。當患者外部的磁鐵移動時,它們會對導管管段中的磁性顆粒產生作用力,導引體內機器人改變形狀或方向,從而通過肺部到達可疑病變的位置,進行采集組織樣本或提供治療。
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