Attēli, kas pieejami lejupielādei MIT Preses biroja tīmekļa vietnē, tiek nodrošināti nekomerciālām organizācijām, presei un sabiedrībai saskaņā ar Creative Commons Attribution Non-Commercial Non-Divative License. Jūs nedrīkstat mainīt sniegtos attēlus, tikai apgriezt tos līdz atbilstošs izmērs. Kopējot attēlus, jāizmanto kredīts;ja tas nav norādīts tālāk, atzīmējiet "MIT" par attēliem.
MIT inženieri ir izstrādājuši magnētiski vadāmu stieplēm līdzīgu robotu, kas var aktīvi slīdēt pa šauriem, līkumotiem ceļiem, piemēram, smadzeņu labirinta asinsvadu sistēmu.
Nākotnē šo robotu pavedienu var apvienot ar esošo endovaskulāro tehnoloģiju, ļaujot ārstiem attālināti vadīt robotu pa pacienta smadzeņu asinsvadiem, lai ātri ārstētu aizsprostojumus un bojājumus, piemēram, tos, kas rodas aneirismu un insultu gadījumā.
"Insults ir piektais galvenais nāves cēlonis un galvenais invaliditātes cēlonis Amerikas Savienotajās Valstīs.Ja akūtu insultu var ārstēt apmēram pirmajās 90 minūtēs, pacienta dzīvildze var ievērojami uzlaboties," saka MIT Mašīnbūve un Džao Sjuanhe, civilās un vides inženierijas asociētais profesors. bloķēšana šajā “labākā laika” periodā, mēs varētu izvairīties no neatgriezeniskiem smadzeņu bojājumiem.Tā ir mūsu cerība.”
Džao un viņa komanda, tostarp vadošais autors Yoonho Kim, MIT Mašīnbūves nodaļas absolvents, apraksta savu mīksto robotu dizainu šodien žurnālā Science Robotics. Citi šī raksta līdzautori ir MIT maģistrants Germans Alberto Parada un viesstudents. Šenduo Liu.
Lai noņemtu asins recekļus no smadzenēm, ārsti parasti veic endovaskulāru ķirurģiju — minimāli invazīvu procedūru, kurā ķirurgs ievada plānu pavedienu caur pacienta galveno artēriju, parasti kājā vai cirkšņā.Fluoroskopiskā vadībā, kas izmanto rentgena starus, lai vienlaicīgi. Attēlojiet asinsvadus, ķirurgs pēc tam manuāli pagriež vadu uz augšu bojātajos smadzeņu asinsvados. Pēc tam katetru var virzīt pa vadu, lai ievadītu zāles vai trombu izņemšanas ierīci skartajā zonā.
Procedūra var būt fiziski smaga, sacīja Kims, un ķirurgiem ir jābūt īpaši apmācītiem, lai tie izturētu atkārtotu fluoroskopijas starojuma iedarbību.
"Tā ir ļoti prasīga prasme, un vienkārši nav pietiekami daudz ķirurgu, lai apkalpotu pacientus, īpaši piepilsētas vai lauku apvidos," sacīja Kims.
Šādās procedūrās izmantotās medicīniskās vadotnes ir pasīvas, kas nozīmē, ka tās ir jāvada manuāli, un tās bieži ir izgatavotas no metāla sakausējuma serdes un pārklātas ar polimēru, kas, pēc Kima teiktā, var radīt berzi un sabojāt asinsvadu oderējumu. Īslaicīgi iestrēdzis īpaši šaura telpa.
Komanda saprata, ka viņu laboratorijas attīstība varētu palīdzēt uzlabot šādas endovaskulāras procedūras gan vadotņu projektēšanā, gan samazinot ārstu iedarbību uz jebkuru saistīto starojumu.
Dažu pēdējo gadu laikā komanda ir uzkrājusi zināšanas par hidrogēliem (bioloģiski saderīgiem materiāliem, kas galvenokārt izgatavoti no ūdens) un 3D drukāšanas ar magnētiski iedarbināmiem materiāliem, kurus var izstrādāt, lai rāpotu, lēktu un pat noķertu bumbu, tikai sekojot magnēts.
Jaunajā rakstā pētnieki apvienoja savu darbu pie hidrogēliem un magnētiskās iedarbināšanas, lai izveidotu magnētiski vadāmu, ar hidrogēlu pārklātu robotizētu vadu vai virzošo vadu, ko viņi spēja padarīt pietiekami plānu, lai magnētiski vadītu asinsvadus caur dabiska izmēra silikona replikas smadzenēm. .
Robotizētās stieples kodols ir izgatavots no niķeļa-titāna sakausējuma jeb “nitinola” — materiāla, kas ir gan lokāms, gan elastīgs. Atšķirībā no pakaramajiem, kas saliekti saglabā savu formu, nitinola stieple atgriežas sākotnējā formā, piešķirot tai vairāk. elastība, aptinot ciešus, līkumotus asinsvadus. Komanda pārklāja stieples serdi ar gumijas pastu vai tinti un iestrādāja tajā magnētiskas daļiņas.
Visbeidzot, viņi izmantoja ķīmisko procesu, ko viņi iepriekš bija izstrādājuši, lai pārklātu un savienotu magnētisko pārklājumu ar hidrogēlu - materiālu, kas neietekmē pamatā esošo magnētisko daļiņu reakciju, vienlaikus nodrošinot gludu, bez berzes, bioloģiski saderīgu virsmu.
Viņi demonstrēja robotu stieples precizitāti un aktivizēšanu, izmantojot lielu magnētu (līdzīgi kā lelles virvei), lai vadītu vadu cauri šķēršļu joslai mazā cilpā, kas atgādina stiepli, kas iet caur adatas aci.
Pētnieki arī pārbaudīja vadu smadzeņu galveno asinsvadu, tostarp recekļu un aneirismu, silikona reprodukcijā, kas atdarināja faktiskā pacienta smadzeņu CT skenēšanu. Komanda piepildīja silikona trauku ar šķidrumu, kas atdarina asins viskozitāti. , pēc tam manuāli manipulēja ar lieliem magnētiem ap modeli, lai vadītu robotu pa konteinera tinumu, šauru ceļu.
Robotus pavedienus var funkcionalizēt, saka Kims, kas nozīmē, ka var pievienot funkcionalitāti, piemēram, piegādāt zāles, kas samazina asins recekļu veidošanos vai pārraujot aizsprostojumus ar lāzeriem. Lai demonstrētu pēdējo, komanda nomainīja pavedienu nitinola serdeņus ar optiskām šķiedrām un konstatēja, ka viņi varēja magnētiski vadīt robotu un aktivizēt lāzeru, kad tas sasniedza mērķa zonu.
Kad pētnieki salīdzināja ar hidrogēlu pārklāto robotizēto vadu ar nepārklāto robotizēto vadu, viņi atklāja, ka hidrogēls nodrošina stieplei tik ļoti nepieciešamo slidenumu, ļaujot tam slīdēt pa šaurākām telpām bez iesprūšanas. Endovaskulārajās procedūrās, šī īpašība būs galvenais, lai novērstu berzi un kuģa oderes bojājumus vītnes novadīšanas laikā.
"Viens izaicinājums ķirurģijā ir spēja šķērsot sarežģītos smadzeņu asinsvadus, kuru diametrs ir tik mazs, ka komerciālie katetri nevar sasniegt," sacīja Seulas Nacionālās universitātes mašīnbūves profesors Kyujin Cho."Šis pētījums parāda, kā pārvarēt šo izaicinājumu.potenciālu un ļauj veikt ķirurģiskas procedūras smadzenēs bez atklātas operācijas.
Kā šis jaunais robotizētais pavediens aizsargā ķirurgus no starojuma? Magnētiski vadāmā vadošā stieple novērš nepieciešamību ķirurgiem iespiest vadu pacienta asinsvadā, sacīja Kima.Tas nozīmē, ka ārstam arī nav jāatrodas pacienta tuvumā un , vēl svarīgāk, fluoroskops, kas rada starojumu.
Tuvākajā nākotnē viņš paredz endovaskulāro ķirurģiju, kurā iekļautas esošās magnētiskās tehnoloģijas, piemēram, lielu magnētu pāri, kas ļauj ārstiem atrasties ārpus operāciju zāles, prom no fluoroskopiem, kas attēlo pacientu smadzenes, vai pat pavisam citās vietās.
"Esošās platformas var pielietot pacientam magnētisko lauku un vienlaikus veikt fluoroskopiju, un ārsts var kontrolēt magnētisko lauku ar kursorsviru citā telpā vai pat citā pilsētā," sacīja Kims. nākamajā darbībā izmantojiet esošo tehnoloģiju, lai pārbaudītu mūsu robotizēto pavedienu in vivo.
Pētījuma finansējumu daļēji sniedza Jūras spēku pētniecības birojs, MIT karavīru nanotehnoloģiju institūts un Nacionālais zinātnes fonds (NSF).
Mātesplates reportiere Bekija Fereira raksta, ka MIT pētnieki ir izstrādājuši robotizētu pavedienu, ko varētu izmantot neiroloģisko asins recekļu vai insultu ārstēšanai.Robotus varētu aprīkot ar zālēm vai lāzeriem, kurus “varētu nogādāt problēmzonās smadzenēs.Šāda veida minimāli invazīvas tehnoloģijas var arī palīdzēt mazināt neiroloģisko avāriju, piemēram, insultu, radītos bojājumus.
MIT pētnieki ir izveidojuši jaunu magnetronu robotikas pavedienu, kas var līkumot cauri cilvēka smadzenēm, raksta Smithsonian reportieris Džeisons Deilijs."Nākotnē tas varētu pārvietoties pa smadzeņu asinsvadiem, lai palīdzētu novērst aizsprostojumus," skaidro Deilijs.
TechCrunch reportieris Darels Eteringtons raksta, ka MI pētnieki ir izstrādājuši jaunu robotizētu pavedienu, ko varētu izmantot, lai padarītu smadzeņu ķirurģiju mazāk invazīvu. Etherington paskaidroja, ka jaunais robotu pavediens varētu "var atvieglot un padarīt pieejamāku smadzeņu asinsvadu problēmu, piemēram, aizsprostojumu un aizsprostojumu ārstēšanu, ārstēšanu. bojājumi, kas var izraisīt aneirismas un insultu.
MIT pētnieki ir izstrādājuši jaunu magnētiski vadāmu robotu tārpu, kas kādu dienu varētu palīdzēt padarīt smadzeņu ķirurģiju mazāk invazīvu, ziņo New Scientist Chris Stocker-Walker. Pārbaudot ar cilvēka smadzeņu silīcija modeli, "robots var izgrozīties cauri grūti pamanāmam sasniegt asinsvadus."
Gizmodo reportieris Endrjū Liševskis raksta, ka jaunu, pavedienam līdzīgu robotizētu darbu, ko izstrādājuši MIT pētnieki, varētu izmantot, lai ātri notīrītu aizsprostojumus un trombus, kas izraisa insultu.” Roboti varēja ne tikai ātrāk un ātrāk veikt operāciju pēc insulta, bet arī samazināt starojuma iedarbību. ka ķirurgiem bieži nākas izturēt,” skaidroja Liševskis.