HKUST mokslininkai kuria nedidelį, daugiafunkcį biomedicininį robotą

Tyrėjai iš Honkongo mokslo ir technologijų universiteto inžinerijos mokyklos arba HKUST šią savaitę teigė, kad jie sėkmingai sukūrė mažą daugiafunkcį biomedicininį robotą. Organizacija teigė, kad robotas, kurio profilis yra tik 0,95 mm, yra 60% mažesnis nei įprasti rinkoje esantys modeliai.

„Nedideli kontinuumo robotai žada intervencinę diagnostiką ir gydymą, tačiau esami modeliai dažnai susiduria su kompaktiškumu, tikslia navigacija ir vizualizuotu funkciniu gydymu viename“, – teigė Elektronikos ir kompiuterių inžinerijos katedros docentas Shen Yajing. ECE) HKUST.

„Mūsų tyrimas yra reikšmingas sprendimas kuriant chirurginį robotą, kurio tikslas – ankstyva diagnozė ir terapiniai tikslai sunkiai pasiekiamose kūno vietose“, – pridūrė jis. „Dėl nuolatinės technologinės pažangos manome, kad pluoštinis robotas artimiausioje ateityje prisidės prie žmonių sveikatos.

Universiteto komanda teigė, kad robotas gali daryti vaizdus, ​​atlikti didelio tikslumo judesius ir atlikti daugiafunkcines operacijas, tokias kaip mėginių ėmimas, vaistų pristatymas ir lazerinė abliacija. Jis taip pat siūlo konkurencingą vaizdo našumą ir kliūčių aptikimą. Tai leidžia robotui rasti pritaikymą siauruose ir sudėtinguose žmogaus kūno kanaluose, tokiuose kaip plaučių galo bronchai ir kiaušintakiai.

Be to, sistema pasižymi konkurencingu vaizdo našumu ir padidina kliūčių aptikimo atstumą iki maždaug 9,4 mm, ty dešimt kartų daugiau nei teorinės ribos. Taip pat pasiekiamas mažesnio nei 30 μm judesio tikslumas ir praplečiama vaizdo sritis maždaug 25 kartus daugiau nei būdingas vaizdas.

Keturi komponentai leidžia sukurti mažą robotą

Prof. Yajingas ir jo komanda teigė, kad keturi pagrindiniai komponentai leidžia sukurti nedidelį jų roboto dizainą. 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.

Komanda sukūrė tuščiavidurį skeletą naudodama mikroskopinį 3D spausdintuvą. Jie pagamino funkcionalizuotą odą naudodami 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.

HKUST mokslininkai teigė, kad išbandė robotą su in vitro bronchų modeliais ir ex vivo kiaulių plaučiais. Bandymų metu robotas demonstravo sklandžią navigaciją ankštose erdvėse, sėkmingai fiksuodamas aiškius vaizdus ir atlikdamas gydymą sudėtingose ​​vietose.

Pasak mokslininkų, dėl gebėjimo naršyti siaurose ertmėse, tuo pačiu užtikrinant greitą atsigavimą ir mažą užsikrėtimo riziką, maži kontinuumo robotai buvo naudojami gydant kelias ligas. Tai apima širdies ligas, naudojant stentus ir elektrofiziologinius kateterius, ir skrandžio bei dvylikapirštės žarnos opų perforacijų taisymą naudojant vieno prievado laparoskopiją ir kitas programas.

Registruokitės šiandien ir sutaupykite 40% konferencijos bilietų!

HKUST planuoja toliau tobulinti daugiau nustatymų

Remdamasi šiuo sėkmingu išradimu, tyrėjų komanda teigė, kad planuoja toliau tobulinti roboto savybes, kad jos atitiktų praktinius nustatymus.

„Siekiame toliau optimizuoti fibroskopinio roboto dizainą ir valdymą, pirmenybę teikdami saugai ir patikimumui atliekant intervencines operacijas“, – sakė HKUST doktorantas dr. Zhang Tieshan. “Mes tikimės, kad įgyvendinsime in vivo bandymus, kad parodytume jo veikimą klinikiniuose scenarijuose.”

Tieshanas yra vienas iš dviejų pirmųjų tyrimo autorių kartu su dr. Li generolu. Kiti bendraautoriai iš HKUST yra tyrėjas profesorius dr. Yang Xiong ir Ph.D. studentas Zhao Haoxiang, taip pat iš ECE departamento.