Honkongo mokslo ir technologijų universiteto (HKUST) inžinerijos mokyklos mokslininkai sėkmingai sukūrė mažiausią pasaulyje daugiafunkcį biomedicininį robotą, kuris yra 60 % mažesnis nei dabartiniai modeliai.
Galintis atvaizduoti, atlikti didelio tikslumo judesius ir atlikti daugiafunkcines operacijas, tokias kaip mėginių ėmimas, vaistų tiekimas ir lazerinė abliacija, robotas siūlo konkurencingą vaizdo gavimo našumą ir dešimteriopai pagerina kliūčių aptikimą, atverdamas kelią robotų taikymams siauruose ir sudėtinguose žmogaus kanaluose. kūno, pvz., plaučių galo bronchų ir kiaušintakių.
Su plonu, vos 0,95 mm profiliu – 60 % mažesniu nei dabartiniai endoskopiniai robotai – šis robotas pasiekė „neįmanomą trejybę“, vienu metu integruodamas visas tris svarbias specifikacijas viename robote. Jis siūlo konkurencingą vaizdo našumą ir padidina kliūčių aptikimo atstumą iki ~ 9,4 mm, o tai yra dešimteriopai patobulinta, palyginti su teorinėmis ribomis. Jis taip pat pasiekia nepaprastą judesio tikslumą (mažiau nei 30 μm) ir iš esmės praplečia vaizdo sritį ~ 25 kartus daugiau nei būdingas vaizdas.
Tyrimas paskelbtas m Gamtos komunikacijos.
Elektronikos ir kompiuterių inžinerijos (ECE) katedros docento profesoriaus Shen Yajing ir jo komandos sukurtas mažas roboto dydis yra įmanomas dėl keturių pagrindinių komponentų. Tai apima optinių skaidulų masyvą, skirtą vaizdams užfiksuoti kūno viduje, pritaikytą įrankį, skirtą gydymui tiksliai ten, kur reikia, tuščiavidurį skeletą pluoštams ir įrankiams laikyti ir funkcionalizuotą odą, leidžiančią tiksliai valdyti roboto judesius.
Tuščiaviduris skeletas sukurtas mikroskopiniu 3D spausdintuvu, o funkcionalizuota oda pagaminta naudojant magnetinio purškimo techniką, kuri padeda išlaikyti robotą mažą ir leidžia lengvai slysti operacijos metu. Jis taip pat turi gelį primenantį išorinį sluoksnį, kuris sumažina trintį. Komanda išbandė šį robotą in vitro bronchų modeliuose ir ex vivo kiaulių plaučiuose, demonstruodama sklandų naršymą ankštose erdvėse, sėkmingai fiksuodama aiškius vaizdus ir atlikdama gydymą sudėtingose vietose.
Prof. Shen sakė, kad šis novatoriškas robotas turi didžiulį klinikinio pritaikymo potencialą. „Nedideli kontinuumo robotai žada intervencinę diagnostiką ir gydymą, tačiau esami modeliai dažnai susiduria su kompaktiškumu, tikslia navigacija ir vizualizuotu funkciniu gydymu viename.
„Mūsų tyrimas yra reikšmingas sprendimas kuriant chirurginį robotą, kurio tikslas – ankstyva diagnozė ir terapiniai tikslai sunkiai pasiekiamose kūno vietose. Dėl nuolatinės technologinės pažangos tikime, kad fibroskopinis robotas dar labiau prisidės prie žmonių sveikatos artimiausioje ateityje“, – sakė jis.
Dėl gebėjimo naršyti siaurose ertmėse, tuo pačiu užtikrinant greitą atsigavimą ir mažą infekcijos riziką, maži nuolatiniai robotai buvo naudojami gydant kelias ligas, įskaitant širdies ligas, naudojant stentus ir elektrofiziologinius kateterius, taip pat perforacijų taisymui. sergant skrandžio ir dvylikapirštės žarnos opalige, naudojant vieno prievado laparoskopiją, be kitų priemonių. Remdamasi šiuo sėkmingu išradimu, tyrėjų komanda planuoja toliau tobulinti roboto savybes, kad jos atitiktų praktines nuostatas.
„Siekiame toliau optimizuoti fibroskopinio roboto dizainą ir valdymą, pirmenybę teikdami saugai ir patikimumui atliekant intervencines operacijas. Nekantraujame įgyvendinti in vivo bandymus, kad parodytume jo veikimą pagal klinikinius scenarijus”, – sakė doktorantūros mokslų daktaras Zhang Tieshan. HKUST. Jis yra vienas iš dviejų pirmųjų tyrimo autorių kartu su dr. Li gen. Kiti bendraautoriai iš HKUST yra mokslinis asistentas profesorius dr. Yang Xiong ir Ph.D. studentas Zhao Haoxiang, taip pat iš ECE departamento.