Vaizdai, kuriuos galima atsisiųsti iš MIT Spaudos biuro svetainės, yra pateikiami nekomerciniams subjektams, spaudai ir visuomenei pagal Creative Commons Attribution Nekomercinę Neišvestinę licenciją. Negalite keisti pateiktų vaizdų, tik juos apkarpyti iki tinkamo dydžio. Kopijuojant vaizdus turi būti naudojamas kreditas;jei nenurodyta toliau, naudokite „MIT“ už vaizdus.
MIT inžinieriai sukūrė magnetiniu būdu valdomą į vielą panašų robotą, kuris gali aktyviai slysti siaurais, vingiuotais takais, tokiais kaip smegenų labirintinės kraujagyslės.
Ateityje šis robotų siūlas gali būti derinamas su esama endovaskuline technologija, leidžiančia gydytojams nuotoliniu būdu nukreipti robotą per paciento smegenų kraujagysles, kad būtų galima greitai gydyti užsikimšimus ir pažeidimus, tokius kaip aneurizmų ir insultų atveju.
„Insultas yra penkta pagrindinė mirties priežastis ir pagrindinė negalios priežastis Jungtinėse Valstijose.Jei ūmus insultas gali būti gydomas per pirmąsias 90 minučių, pacientų išgyvenamumas gali gerokai pagerėti“, – sako MIT Mechanical Engineering ir Zhao Xuanhe, civilinės ir aplinkos inžinerijos docentas. užsikimšimo šiuo „geriausiu laiku“ laikotarpiu, galime išvengti nuolatinio smegenų pažeidimo.Tai mūsų viltis“.
Zhao ir jo komanda, įskaitant pagrindinį autorių Yoonho Kimą, MIT Mechanikos inžinerijos katedros absolventą, šiandien žurnale Science Robotics aprašo savo minkštųjų robotų dizainą. Kiti šio straipsnio bendraautoriai yra MIT magistrantas Germanas Alberto Parada ir kviestinis studentas. Shengduo Liu.
Norėdami pašalinti kraujo krešulius iš smegenų, gydytojai dažniausiai atlieka endovaskulinę chirurgiją – minimaliai invazinę procedūrą, kurios metu chirurgas įveda ploną siūlą per paciento pagrindinę arteriją, dažniausiai į koją arba kirkšnį. Vadovaujant fluoroskopijai, kuri vienu metu naudoja rentgeno spindulius. Atvaizduoja kraujagysles, tada chirurgas rankiniu būdu pasuka vielą į pažeistas smegenų kraujagysles. Tada kateteris gali būti perkeltas išilgai vielos, kad vaistas arba krešulio paėmimo įtaisas būtų tiekiamas į pažeistą vietą.
Procedūra gali būti fiziškai sudėtinga, sakė Kim, ir reikalauja, kad chirurgai būtų specialiai apmokyti atlaikyti pakartotinį fluoroskopijos spinduliuotės poveikį.
„Tai labai sudėtingas įgūdis, o chirurgų, kurie galėtų aptarnauti pacientus, ypač priemiesčio ar kaimo vietovėse, tiesiog nėra pakankamai“, – sakė Kim.
Tokioms procedūroms naudojami medicininiai kreipiamieji laidai yra pasyvūs, tai reiškia, kad jais reikia manipuliuoti rankiniu būdu, jie dažnai pagaminti iš metalo lydinio šerdies ir padengti polimeru, kuris, pasak Kim, gali sukelti trintį ir pažeisti kraujagyslių gleivinę. Laikinai įstrigo ypač ankšta erdvė.
Grupė suprato, kad jų laboratorijos tobulinimas gali padėti pagerinti tokias endovaskulines procedūras, tiek projektuojant kreipiamuosius laidus, tiek mažinant gydytojų apšvitą su bet kokia susijusia spinduliuote.
Per pastaruosius kelerius metus komanda sukaupė patirties hidrogeliuose (biologiškai suderinamos medžiagos, daugiausia pagamintos iš vandens) ir 3D spausdinimo magnetiniu būdu veikiančių medžiagų, kurios gali būti sukurtos šliaužioti, šokinėti ir net gaudyti kamuolį, tiesiog laikantis nurodymų. magnetas.
Naujajame dokumente tyrėjai sujungė savo darbą su hidrogeliais ir magnetiniu aktyvavimu, kad sukurtų magnetiniu būdu valdomą, hidrogeliu dengtą robotų laidą arba kreipiamąją vielą, kurią jie sugebėjo padaryti pakankamai ploną, kad magnetiniu būdu nukreiptų kraujagysles per natūralaus dydžio silikono replikų smegenis. .
Robotinio laido šerdis yra pagaminta iš nikelio ir titano lydinio arba „nitinolio“, medžiagos, kuri yra lankstesnė ir elastinga. Skirtingai nuo pakabų, kurios sulenktos išlaiko formą, nitinolio viela grįžta į pradinę formą, suteikdama jai daugiau. lankstumas vyniojant įtemptas, vingiuotas kraujagysles. Komanda padengė vielos šerdį gumos pasta arba rašalu ir įterpė į ją magnetines daleles.
Galiausiai, jie panaudojo anksčiau sukurtą cheminį procesą, kad padengtų ir surištų magnetinę dangą hidrogeliu – medžiaga, kuri neturi įtakos pagrindinių magnetinių dalelių jautrumui, tuo pačiu užtikrinant lygų, be trinties, biologiškai suderinamą paviršių.
Jie pademonstravo robotizuoto laido tikslumą ir aktyvavimą, naudodami didelį magnetą (panašiai kaip lėlės virvę), nukreipdami laidą per mažos kilpos kliūčių ruožą, primenantį laidą, einantį pro adatos ausį.
Tyrėjai taip pat išbandė vielą natūralaus dydžio pagrindinių smegenų kraujagyslių, įskaitant krešulius ir aneurizmas, silikono kopiją, kuri imitavo tikro paciento smegenų kompiuterinę tomografiją. Grupė užpildė silikoninį indą skysčiu, imituojančiu kraujo klampumą. , tada rankiniu būdu manipuliavo dideliais magnetais aplink modelį, kad robotas būtų nukreiptas per konteinerio vingiuotą siaurą kelią.
Kim sako, kad robotų gijas galima funkcionalizuoti, o tai reiškia, kad galima pridėti funkcionalumą, pavyzdžiui, tiekti vaistus, mažinančius kraujo krešulius arba pašalinančius užsikimšimus lazeriais. Kad tai parodytų, komanda siūlų nitinolio šerdis pakeitė optinėmis skaidulomis ir nustatė, kad jie galėtų magnetiniu būdu nukreipti robotą ir aktyvuoti lazerį, kai tik jis pasiekė tikslinę zoną.
Kai tyrėjai palygino hidrogeliu dengtą robotų laidą su nepadengta robotine viela, jie nustatė, kad hidrogelis suteikė vielai labai reikalingą slidumo pranašumą, leidžiantį jai slysti siauresnėmis erdvėmis ir neužstrigti. Atliekant endovaskulines procedūras, ši savybė bus labai svarbi siekiant išvengti trinties ir pažeisti indo pamušalą, kai sriegis praeina.
„Vienas iš chirurgijos iššūkių yra gebėjimas pereiti sudėtingas smegenų kraujagysles, kurių skersmuo yra toks mažas, kad komerciniai kateteriai nepasiekia“, – sakė Seulo nacionalinio universiteto mechanikos inžinerijos profesorius Kyujin Cho.„Šis tyrimas parodo, kaip įveikti šį iššūkį.potencialą ir įgalina chirurgines procedūras smegenyse be atviros operacijos.
Kaip šis naujas robotas sriegis apsaugo chirurgus nuo spinduliuotės? Magnetiniu būdu valdoma kreipiamoji viela pašalina poreikį chirurgams įstumti vielą į paciento kraujagyslę, sakė Kim. Tai reiškia, kad gydytojas taip pat neturi būti šalia paciento ir , dar svarbiau, fluoroskopas, skleidžiantis spinduliuotę.
Artimiausiu metu jis numato endovaskulinę chirurgiją, kurioje būtų panaudotos esamos magnetinės technologijos, pavyzdžiui, didelių magnetų poros, leidžiančios gydytojams būti už operacinės, toliau nuo fluoroskopų, vaizduojančių pacientų smegenis, ar net visiškai kitose vietose.
„Esamos platformos gali pritaikyti pacientui magnetinį lauką ir tuo pačiu metu atlikti fluoroskopiją, o gydytojas gali valdyti magnetinį lauką vairasvirte kitame kambaryje ar net kitame mieste“, – sakė Kim. naudokite esamą technologiją kitame žingsnyje, kad išbandytumėte mūsų robotų giją in vivo.
Tyrimus iš dalies finansavo Karinio jūrų laivyno tyrimų biuras, MIT karių nanotechnologijų institutas ir Nacionalinis mokslo fondas (NSF).
Pagrindinės plokštės reporterė Becky Ferreira rašo, kad MIT mokslininkai sukūrė robotų siūlą, kuris galėtų būti naudojamas neurologiniams kraujo krešuliams ar insultams gydyti. Robotai galėtų būti aprūpinti vaistais arba lazeriais, kurie „gali būti pristatyti į problemines smegenų sritis.Tokio tipo minimaliai invazinės technologijos taip pat gali padėti sumažinti žalą, atsiradusią dėl neurologinių avarijų, tokių kaip insultas.
MIT mokslininkai sukūrė naują magnetroninės robotikos giją, kuri gali vingiuoti žmogaus smegenyse, rašo Smithsonian reporteris Jasonas Daley.“ Ateityje jis galėtų keliauti per smegenų kraujagysles, kad padėtų pašalinti užsikimšimus“, – aiškina Daly.
„TechCrunch“ reporteris Darrellas Etheringtonas rašo, kad MI tyrėjai sukūrė naują robotų giją, kurią būtų galima panaudoti, kad smegenų chirurgija būtų mažiau invazinė. Etheringtonas paaiškino, kad naujasis robotų siūlas „gali palengvinti ir lengviau gydyti smegenų kraujagyslių problemas, tokias kaip užsikimšimai ir pažeidimai, galintys sukelti aneurizmą ir insultą.
MIT mokslininkai sukūrė naują magnetiniu būdu valdomą robotą kirminą, kuris vieną dieną galėtų padėti smegenų chirurgijai padaryti mažiau invazines, praneša New Scientist Chrisas Stockeris-Walkeris. Išbandytas su žmogaus smegenų silicio modeliu, „robotas gali išsisukti per sunkiai pasiekti kraujagysles“.
„Gizmodo“ žurnalistas Andrew Liszewskis rašo, kad naujas, MIT tyrėjų sukurtas, panašus į siūlą robotas darbas galėtų būti naudojamas greitai pašalinti užsikimšimus ir krešulius, kurie sukelia insultą. kad chirurgams dažnai tenka ištverti“, – aiškino Liševskis.