磁性触手机械人可进入最小支气管採样

2022-05-24 4328 沈河悦 澳门日报

 由利兹大学STORM实验室的科学家、临床医生和工程师组成的研究小组已经开发了一个概念证明──一个机械人可以用来进入肺部最小的支气管。根据该小组在《软体机器人》杂誌上发表的研究结果,这种“磁性触手机械人”旨在帮助医疗专业人士获取组织样本或提供癌症治疗。

 监督这项研究的STORM实验室主任彼得罗 · 瓦尔达斯特里教授说:“一个尺寸为两毫米的磁性触角机械人或导管,其形状可以通过磁力控制以符合支气管树的解剖结构,可以到达肺部的大多数区域,并将成为调查和治疗可能的肺癌和其他肺部疾病的重要临床工具。我们的系统使用了一个自主的磁导系统,在进行手术的同时,不需要对病人进行X光检查。”

 该机械人是由浸渍了微小磁性颗粒的圆柱形软弹性段组成。每个段的直径为两毫米,长度为八十毫米。据称,通过将这些片段相互连接,再加上磁性颗粒的存在,该机械人能够通过将在病人身体外使用的外部磁铁进行操纵。这些磁铁被安装在导引机械人的手臂上,导引机械人将根据病人需要的操作进行编程。

 手术将从对病人的肺部进行术前扫描开始。然后,掌握支气管树精确路线的资料将被放入机械人引导系统。这将使技术人员能够準确地在人体内扭曲和转动磁性触手,而不至于被卡住。有了这个,磁性触手机械人可以比目前用于探索肺部小支气管的支气管镜和导管或细管过程提供更多的可操作性。

 目前,医生使用一种叫做支气管镜的仪器对肺部和呼吸道进行检查。该过程包括将直径约三点五至四毫米的柔性管状器械穿过鼻子或嘴并进入支气管通道。由于其尺寸,支气管镜只能移动到支气管树的上层。为了更深入地研究肺部,磁性触手机器人已经被开发得更加灵活,穿过支气管镜,然后进入肺部较小的管道,并使用针对每个程式个性化的机械人导航系统。

 研究人员提出了使用实验室测试的概念证明,其特点是基于解剖学资料的支气管树3D複製。研究人员计划很快应用它,看看它在尸体肺部的导航能力。

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