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這個用磁力控制的機器人,可以穿行於細小的腦血管中
2019/08/30
轉自:ifanr
 
如果急性中風能在發生後90 分鐘左右時間裡進行治療,病人的存活率會顯著提高。MIT副教授Xuanhe Zhao 說道。
 
在傳統的血管介入手術裡,外科醫生需要經過非常嚴格的訓練,將一根細小的導絲穿入病人的主動脈中,並在X 光透視的幫助下,手動控制導絲的行動方向。
 
 
這種手術一方面來說,對外科醫生的精神和體力均消耗巨大,另一方也將手術中的醫生暴露在透視的輻射下。更重要的是,該手術難度之高,從病人醫生比例來看,目前根本沒有足夠可操作的醫生。
 
現在,Xuanhe Zhao和團隊設計了一款柔性機器人,不僅小得可以通行於大腦血管中,同時還有潛力減低通腦血管堵塞手術的困難度。
 
在傳統手術中,導管外層會包裹著一層聚合物。據團隊介紹,這樣的物質會產生摩擦,在操作時可能會損害血管內部。而MIT 的機器人外層則應用了一種大部分由水組成的水凝膠,包裹著3D 打印的磁性材料。
 
 
這種水凝膠塗層在移動過程中不會傷及血管內部,也不會影響所包裹材料的磁性特質。
 
團隊根據真實病人的腦部血管建模製造了一套矽膠複製品,在其中註滿了紅色的透明液體,以此測試機器人在血管內的工作效率。結果表明,帶有水凝膠塗層的機器人比沒有用塗層的機器人移動得更快和順暢。這種更好的工具,也能減低手術難度。
 
 
在水凝膠中,是一種帶有磁性的鎳鈦合金內核,使得這款機器人無須醫生直接觸碰本身來控制前進導向,而是通過磁力的方式「隔空」操作。這種特別的金屬由一種融聚著微小磁性粒子打印墨水組成,並通過3D 打印成型。
 
 
這種結構主要通過磁場來控制,動的時候就像是背後有隱形的木偶師在提線操控一般。在演示視頻中,我們能看到研究團隊用磁石「穿針引線」般準確地引導著機器人穿行於多個圓環之間。
 
 
這類手術其中一個最大的挑戰是無法在復雜的大腦血管中指引穿行,這些血管都非常小,一般商用的導管都無法觸及。而現在這個研究則展示了我們可以突破這個難題的潛力,甚至可在不開腔的情況下進行手術。
 
Kyujin Cho 說道,他是首爾國立大學機械工程系教授。
 
這種「隔空」的操作方式,意味著未來團隊有潛力可將原本必須讓外科醫生站在病人身旁才能進行的清血管類手術轉變成為可遠程操作的手術,避免了透視的輻射影響。
 
更重要的是,「隔空手術」的可能性或許還意味著在未來,醫生可在另一個城市,用控制桿來操作手術,這也能解決醫生資源不均的問題。目前,該機器人仍未能用於實際手術。
 
來源網址:https://www.ifanr.com/1254511
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