科學家開發磁性“觸手”機器人將允許更安全地診斷和治療肺癌
磁場的創新使用為癌症治療提供了一些令人興奮的可能性,科學家們展示瞭如何利用磁場將殺傷腫瘤的粒子引導到癌症組織中,或將導線引入靜脈以尋找血癌,這只是幾個例子而已。利茲大學科學家們開發的一個新機器人緊隨這些腳步,採用觸手的形狀,可以被引導到肺部深處,檢查可疑病變或輸送藥物。
這個以觸手為靈感的機器人的構想是為了擴大所謂的支氣管鏡的範圍,這是一種用於檢查肺部和氣道的管狀醫療儀器。醫生將通過口鼻將其送入支氣管通道,然後將更細的2毫米導管穿過其內部並深入到呼吸道。
但這種方法在其可操作性方面有局限性,使一些地方無法觸及,因此利茲大學的科學家們著手設計一種更柔性的設備,一旦進入人體,可以更精細地控制。其結果是一個機器人,由柔軟的彈性材料製成的連接的圓柱形部分組成,並嵌入了微小的磁性顆粒。
這意味著,當受到磁場的影響時,各個部分可以獨立移動,使機器人高度靈活,能夠在肺部的曲折中蠕動。在臨床環境中,術前掃描將使醫生能夠繪製出通過病人獨特的肺部結構的路線,然後將其編入安裝有磁鐵的機器人系統,以自動控制磁場。
監督這項研究的Pietro Valdastri教授說:“一個尺寸為2毫米的磁性觸手機器人或導管,其形狀可以通過磁力控制以符合支氣管樹的解剖結構,可以到達肺部的大多數區域,將成為調查和治療可能的肺癌和其他肺部疾病的重要臨床工具。我們的系統使用了一個自主的磁導系統,在進行手術時不需要對病人進行X光檢查。”
這項技術離進入醫院使用還有幾年時間,但科學家們相信它的精確性和自主性將為檢查病變、提取組織樣本或在難以到達的地方提供抗癌藥物提供一個更有效的手段。
研究小組成員Cecilia Pompili博士說:“這項新技術將允許更可靠和安全地診斷和治療肺癌,在肺部外圍引導儀器,而不需要使用額外的X射線。”
下面的視頻顯示了磁導向系統引導機器人繞過障礙物。這項研究發表在《軟體機器人》雜誌上。