磁性觸手機械人可進入最小支氣管採樣

由利茲大學STORM實驗室的科學家、臨床醫生和工程師組成的研究小組已經開發了一個概念證明──一個機械人可以用來進入肺部最小的支氣管。根據該小組在《軟體機器人》雜誌上發表的研究結果，這種“磁性觸手機械人”旨在幫助醫療專業人士獲取組織樣本或提供癌症治療。

監督這項研究的STORM實驗室主任彼得羅 · 瓦爾達斯特里教授說：“一個尺寸為兩毫米的磁性觸角機械人或導管，其形狀可以通過磁力控制以符合支氣管樹的解剖結構，可以到達肺部的大多數區域，並將成為調查和治療可能的肺癌和其他肺部疾病的重要臨床工具。我們的系統使用了一個自主的磁導系統，在進行手術的同時，不需要對病人進行X光檢查。”

該機械人是由浸漬了微小磁性顆粒的圓柱形軟彈性段組成。每個段的直徑為兩毫米，長度為八十毫米。據稱，通過將這些片段相互連接，再加上磁性顆粒的存在，該機械人能夠通過將在病人身體外使用的外部磁鐵進行操縱。這些磁鐵被安裝在導引機械人的手臂上，導引機械人將根據病人需要的操作進行編程。

手術將從對病人的肺部進行術前掃描開始。然後，掌握支氣管樹精確路線的資料將被放入機械人引導系統。這將使技術人員能夠準確地在人體內扭曲和轉動磁性觸手，而不至於被卡住。有了這個，磁性觸手機械人可以比目前用於探索肺部小支氣管的支氣管鏡和導管或細管過程提供更多的可操作性。

目前，醫生使用一種叫做支氣管鏡的儀器對肺部和呼吸道進行檢查。該過程包括將直徑約三點五至四毫米的柔性管狀器械穿過鼻子或嘴並進入支氣管通道。由於其尺寸，支氣管鏡只能移動到支氣管樹的上層。為了更深入地研究肺部，磁性觸手機器人已經被開發得更加靈活，穿過支氣管鏡，然後進入肺部較小的管道，並使用針對每個程式個性化的機械人導航系統。

研究人員提出了使用實驗室測試的概念證明，其特點是基於解剖學資料的支氣管樹3D複製。研究人員計劃很快應用它，看看它在屍體肺部的導航能力。

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