磁性機(jī)器人可進(jìn)入最小支氣管采樣

科技日?qǐng)?bào)北京3月22日電  (實(shí)習(xí)記者張佳欣)根據(jù)21日發(fā)表在《軟體機(jī)器人》雜志上的論文，英國(guó)利茲大學(xué)“風(fēng)暴”實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種“磁性觸手機(jī)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(dǎo)進(jìn)入肺部狹窄的管道。研究證明，這種機(jī)器人可以到達(dá)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(yī)學(xué)界使用支氣管鏡對(duì)肺部和呼吸道進(jìn)行檢查，包括使用一個(gè)直徑約3.5至4毫米的軟管狀器械穿過(guò)鼻子或口腔，進(jìn)入支氣管通道。由于其體積限制，支氣管鏡只能到達(dá)支氣管樹(shù)的上層。

為了更深入地研究肺部，醫(yī)生使用直徑約2毫米的導(dǎo)管或細(xì)管通過(guò)支氣管鏡，進(jìn)入肺的較細(xì)小管。但是，醫(yī)生在如何移動(dòng)支氣管鏡方面受到限制，很難將儀器和導(dǎo)管引導(dǎo)到需要的地方。

現(xiàn)在，磁性觸手機(jī)器人的開(kāi)發(fā)使檢查更具可操作性，醫(yī)生可使用個(gè)性化的機(jī)器人引導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)不同的手術(shù)。

負(fù)責(zé)監(jiān)督這項(xiàng)研究的風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室主任皮埃特羅·瓦爾達(dá)斯特里教授說(shuō)：“一個(gè)2毫米大小的磁性觸手機(jī)器人或?qū)Ч?，其形狀通過(guò)磁性控制以符合支氣管樹(shù)的解剖結(jié)構(gòu)，可以到達(dá)肺的大部分區(qū)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(jī)器人的尺寸，同時(shí)保持運(yùn)動(dòng)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(jī)器人，每個(gè)管段直徑2毫米，長(zhǎng)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(chǎng)的作用下，相互連接的片段可以進(jìn)行一定的獨(dú)立移動(dòng)。于是，磁性觸手機(jī)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(shí)，安裝在患者外部的機(jī)械臂上的磁鐵被用來(lái)引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)入肺部，這一過(guò)程將為每個(gè)手術(shù)量身定做。

在手術(shù)前，醫(yī)生將對(duì)患者肺部進(jìn)行掃描，規(guī)劃?rùn)C(jī)器人通過(guò)支氣管樹(shù)的路線(xiàn)，并將其編程到系統(tǒng)中。當(dāng)患者外部的磁鐵移動(dòng)時(shí)，它們會(huì)對(duì)導(dǎo)管管段中的磁性顆粒產(chǎn)生作用力，導(dǎo)引體內(nèi)機(jī)器人改變形狀或方向，從而通過(guò)肺部到達(dá)可疑病變的位置，進(jìn)行采集組織樣本或提供治療。

作者：張佳欣

責(zé)編：盧智彬

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