MRI-powered微型机器人水下可以提供有针对性的治疗
侵入性的手术技术,减少通过胸骨心内直视手术切口或做大检查腹部肿瘤——允许医生有效地治疗疾病但有时会导致严重的并发症,显著延缓病人的治疗。
科学家而不是想部署数十,甚至成千上万的微小机器人旅行人体静脉系统为他们提供药物或自组装介入工具。休斯顿大学的研究人员和休斯顿卫理公会医院发展控制算法,成像技术,超快的计算方法和人机浸方法利用力的磁共振成像(MRI)扫描图像和引导机器人通过身体的效果。
“我们希望从科幻科学可行性,“亚伦贝克说,助理呃的电气和计算机工程教授,首席研究员协同奖608000美元从美国国家科学基金会开发原型进行测试。
解决这一前所未有的挑战,该奖项涉及两个额外的调查人员:尼古拉斯·Tsekos副教授计算机科学和医疗机器人实验室主任,在核磁共振成像技术和计算方法,和二苯乙腈j·沙阿,心脏病和心血管磁共振主任休斯顿卫理公会医院,他们带来的专业知识在临床磁共振成像和聚焦的努力找到解决方案,临床上有必要和有价值的。
而MRI历来用于非侵入性诊断,下一个前沿是它的使用作为一种工具来提供无创或微创治疗。
milli-robot发展和控制工作是贝克尔的副产物的先前的研究,它的部分资金就来自一个NSF事业奖,并演示了提案背后的理论。这个格兰特,授予通过NSF Cyber-Physical系统(CPS)项目,将基金工作建立一个原型适合动物实验。核磁共振成像控制和计算方法遵循之前的CPS奖在图像引导机器人手术由Tsekos和沙。
他们当前的模型2厘米;贝克尔说,目标是机器人,从0.5毫米到两毫米。平均人类头发,相比之下,约0.08毫米宽。
磁共振成像提供了足够的磁力引导机器人通过人体的血管,但不能穿透肿瘤或其他组织。这个项目正在与两个设计,由核磁共振成像扫描仪,为了解决这一问题,基于机械共振的原理和第二个模仿自组装手术工具,一个高斯枪。
贝克尔说,一个关键问题是实时控制,指出血管体内移动,使它能够看到的关键解剖和机器人移动时为了保持正确地移动。即使是目前最快的MRI扫描太慢等控制之前,有一个时间滞后信息是可用的。开发这样一个系统是一个多学科的任务,必须与核磁共振成像扫描仪,无缝集成传感milli-robot控制和关闭循环通过控制扫描仪驱动milli-robots。
Becker表示,最终,我们的目标是利用核磁共振的力量来引导大量的机器人在整个身体。而一个milli-robot目标单一病变,提供化疗或其他干预,这不是实际晚期癌症,例如。
“目标交付的microsurgeons是我的目标,”他说。在这种情况下,那些“microsurgeons”机器人,由医生指导。
