當(dāng)前位置:首頁(yè) > 智能硬件 > 機(jī)器人
[導(dǎo)讀] 這是一款可轉(zhuǎn)向的磁控線形機(jī)器人,可以在腦血管這樣的狹窄空間主動(dòng)滑行,重要的是,這種血管造影導(dǎo)絲具有在迂曲血管中強(qiáng)大的穿越能力。 可以想象得到,將來(lái)醫(yī)生可以遠(yuǎn)程操控這種機(jī)器人,輔以現(xiàn)有的血

這是一款可轉(zhuǎn)向的磁控線形機(jī)器人,可以在腦血管這樣的狹窄空間主動(dòng)滑行,重要的是,這種血管造影導(dǎo)絲具有在迂曲血管中強(qiáng)大的穿越能力。

可以想象得到,將來(lái)醫(yī)生可以遠(yuǎn)程操控這種機(jī)器人,輔以現(xiàn)有的血管治療手段來(lái)治療腦阻塞和病變。這項(xiàng)來(lái)自麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系副教授趙選賀(Xuanhe Zhao)團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》(Science Robotics )。

中風(fēng)即腦卒中,是中國(guó)人的頭號(hào)殺手。來(lái)自中國(guó)疾病預(yù)防控制中心的數(shù)據(jù)觸目驚心,我國(guó)現(xiàn)有中風(fēng)患者 7000 萬(wàn)人,每年新發(fā)中風(fēng) 200 萬(wàn)人,每 12 秒就有一個(gè)中國(guó)人發(fā)生中風(fēng)。醫(yī)學(xué)界認(rèn)為,如果能在發(fā)病后 90 分鐘內(nèi)進(jìn)行治療,患者的生存率會(huì)得到顯著增加。那么,如果能設(shè)計(jì)出在這個(gè)黃金時(shí)段內(nèi)阻止血管阻塞的裝置,就有可能避免腦組織的永久性損傷。

目前,醫(yī)院普遍采用的血管介入治療需要技術(shù)熟練醫(yī)生進(jìn)行操作。這是一種微創(chuàng)治療方式,僅需要在皮膚上開幾毫米大小的切口,在腿部或腹股溝主動(dòng)脈處插入導(dǎo)管和導(dǎo)絲,目的是讓導(dǎo)管通過(guò)即可,之后醫(yī)生在X射線造影引導(dǎo)下,通過(guò)導(dǎo)管導(dǎo)絲前進(jìn)或旋轉(zhuǎn),待導(dǎo)管攜帶的支架到達(dá)病灶部位釋放后,再撤回導(dǎo)管導(dǎo)絲。

這個(gè)過(guò)程有不少問(wèn)題。其一,人體血管彎曲且分支較多,尤其是腦血管更加細(xì)小復(fù)雜,長(zhǎng)時(shí)間的手術(shù)過(guò)程中容易出現(xiàn)手術(shù)操作失誤。其二,醫(yī)生手術(shù)時(shí)往往穿厚重的防輻射鉛衣,這加重了醫(yī)生的負(fù)擔(dān),且這種防輻射的方法不能保證醫(yī)生完全避免輻射。其三,微創(chuàng)手術(shù)非??简?yàn)醫(yī)生的操作水平,能熟練操作手術(shù)的醫(yī)生數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于病患所需。在偏遠(yuǎn)城市或農(nóng)村地區(qū),這種現(xiàn)象尤為突出。

目前已經(jīng)有多種手術(shù)機(jī)器人研究旨在克服上述障礙。這些機(jī)器人利用磁導(dǎo)航、記憶合金、鋼絲繩索、液壓來(lái)控制導(dǎo)絲速度和方向。然而這些機(jī)器人都遇到小型化挑戰(zhàn),如今最先進(jìn)的線形機(jī)器人更多用于心臟和外周血管干預(yù),但無(wú)法用到血管更細(xì)小、更曲折的神經(jīng)外科。希望設(shè)計(jì)一款遠(yuǎn)程控制的微型導(dǎo)絲機(jī)器人,可以巡航復(fù)雜微小血管網(wǎng)絡(luò),也減少醫(yī)生受到的輻射。

這款導(dǎo)絲稱為鐵磁軟機(jī)器人,它由磁性軟材料構(gòu)成,其中磁化或可磁化的微粒均勻分布在軟質(zhì)聚合物基質(zhì)中,那么這就可以經(jīng)過(guò)打印或注塑得以實(shí)現(xiàn)亞毫米的小型化制造。同時(shí),利用外部磁場(chǎng)可以精確控制這款軟機(jī)器人,讓它在血管內(nèi)蜿蜒爬行。

為了克服軟機(jī)器人在血管中穿越遇到的摩擦力,研究人員讓只有 10 微米到 25 微米厚度的水凝膠皮膚生長(zhǎng)在機(jī)器人表面,因其是水合交聯(lián)聚合物,可有效降低表面摩擦。研究人員在血管模型中試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),機(jī)器人的水凝膠涂層可以讓導(dǎo)絲擁有光滑屬性,能夠在緊湊的血管內(nèi)滑行而不會(huì)卡住。相比之下,現(xiàn)有的手動(dòng)導(dǎo)絲前進(jìn)中在血管壁上有明顯的拖行和摩擦,在分叉處需要手動(dòng)導(dǎo)向,其前進(jìn)速度比磁控軟體機(jī)器人慢很多,而且不容易到達(dá)復(fù)雜的微小血管分叉。

如今這個(gè)軟體機(jī)器人已經(jīng)在人體腦血管的硅膠模型上得到驗(yàn)證,研究人員使用一塊大磁鐵,讓導(dǎo)絲穿針引線般精確到達(dá)了病灶區(qū)域。機(jī)器人導(dǎo)絲可以被賦予更多功能,比如遞送藥物或用激光破壞掉血凝塊。研究人員可以用光纖替換掉鎳鈦合金核芯,這樣機(jī)器人還可以用激光來(lái)處理堵塞血栓。

這個(gè)研究也是趙選賀團(tuán)隊(duì)過(guò)去幾年研究的集成。他們發(fā)明了水凝膠材料和磁控材料。前者是一種生物相容性材料,后者可以設(shè)計(jì)用來(lái)爬行、跳躍和抓取的 3D 打印磁力驅(qū)動(dòng)材料。他們正是將兩者結(jié)合創(chuàng)造出這款機(jī)器人導(dǎo)絲。由于機(jī)器人導(dǎo)絲無(wú)需外科醫(yī)生手工操作,也就意味著醫(yī)生不必靠近患者和輻射設(shè)備,這就減少了醫(yī)生遭受的輻射。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉