触手|直径仅2毫米磁性机器人可进入最小支气管采样
根据21日发表在《软体机器人》杂志上的论文 , 英国利兹大学“风暴”实验室团队开发了一种“磁性触手机器人” , 直径只有2毫米 , 大约是圆珠笔笔尖的两倍 , 可由患者体外的磁铁引导进入肺部狭窄的管道 。 研究证明 , 这种机器人可以到达肺部最小的支气管处 , 可采集组织样本或提供癌症治疗 。
目前 , 医学界使用支气管镜对肺部和呼吸道进行检查 , 包括使用一个直径约3.5至4毫米的软管状器械穿过鼻子或口腔 , 进入支气管通道 。 由于其体积限制 , 支气管镜只能到达支气管树的上层 。
为了更深入地研究肺部 , 医生使用直径约2毫米的导管或细管通过支气管镜 , 进入肺的较细小管 。 但是 , 医生在如何移动支气管镜方面受到限制 , 很难将仪器和导管引导到需要的地方 。
现在 , 磁性触手机器人的开发使检查更具可操作性 , 医生可使用个性化的机器人引导系统来应对不同的手术 。
负责监督这项研究的风暴实验室主任皮埃特罗·瓦尔达斯特里教授说:“一个2毫米大小的磁性触手机器人或导管 , 其形状通过磁性控制以符合支气管树的解剖结构 , 可以到达肺的大部分区域 , 这将是检查和治疗可能的肺癌和其他肺部疾病的重要临床工具 。 ”
【触手|直径仅2毫米磁性机器人可进入最小支气管采样】为减小机器人的尺寸 , 同时保持运动的可控性 , 研究人员用一系列相互连接的圆柱形管段制造了机器人 , 每个管段直径2毫米 , 长度约80毫米 。 这种材料由柔软的弹性体或橡胶状材料制成 , 其中浸渍了微小的磁性颗粒 。
由于磁性颗粒的存在 , 在外部磁场的作用下 , 相互连接的片段可以进行一定的独立移动 。 于是 , 磁性触手机器人具有了高度灵活性 , 能够变形 , 并且小到可以避免卡在肺部 。
同时 , 安装在患者外部的机械臂上的磁铁被用来引导机器人进入肺部 , 这一过程将为每个手术量身定做 。
在手术前 , 医生将对患者肺部进行扫描 , 规划机器人通过支气管树的路线 , 并将其编程到系统中 。 当患者外部的磁铁移动时 , 它们会对导管管段中的磁性颗粒产生作用力 , 导引体内机器人改变形状或方向 , 从而通过肺部到达可疑病变的位置 , 进行采集组织样本或提供治疗 。
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