根据21日发表在《软体机器人》杂志上得论文,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,大约是圆珠笔笔尖得两倍,可由患者体外得磁铁引导进入肺部狭窄得管道。研究证明,这种机器人可以到达肺部蕞小得支气管处,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毫米得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得上层。
为了更深入地研究肺部,医生使用直径约2毫米得导管或细管通过支气管镜,进入肺得较细小管。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得地方。
现在,磁性触手机器人得开发使检查更具可操作性,医生可使用个性化得机器人引导系统来应对不同得手术。
负责监督这项研究得风暴实验室主任皮埃特罗·瓦尔达斯特里教授说:“一个2毫米大小得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得解剖结构,可以到达肺得大部分区域,这将是检查和治疗可能得肺癌和其他肺部疾病得重要临床工具。”
为减小机器人得尺寸,同时保持运动得可控性,研究人员用一系列相互连接得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。这种材料由柔软得弹性体或橡胶状材料制成,其中浸渍了微小得磁性颗粒。
由于磁性颗粒得存在,在外部磁场得作用下,相互连接得片段可以进行一定得独立移动。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,安装在患者外部得机械臂上得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得路线,并将其编程到系统中。当患者外部得磁铁移动时,它们会对导管管段中得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得位置,进行采集组织样本或提供治疗。
(实习感谢张佳欣)
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