วิศวกรพัฒนา 'หุ่นยนต์หนวดแม่เหล็ก' เพื่อผ่านเข้าไปในท่อแคบของปอด
โดย:
SD
[IP: 185.159.157.xxx]
เมื่อ: 2023-04-19 16:16:00
รู้จักกันในชื่อหุ่นยนต์หนวดแม่เหล็ก มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 2 มิลลิเมตร ซึ่งใหญ่กว่าปลายปากกาลูกลื่นประมาณสองเท่า แม่เหล็กที่ด้านนอกของผู้ป่วยจะถูกใช้เพื่อนำหุ่นยนต์งวงเข้าที่ อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยทีมวิศวกร นักวิทยาศาสตร์ และแพทย์ประจำห้องแล็บ STORM ที่มหาวิทยาลัยลีดส์ ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการใช้ระบบหุ่นยนต์เพื่อช่วยในกระบวนการส่องกล้องและสายสวน โดยสอดท่อขนาดเล็กเข้าไปในร่างกาย นักวิจัยได้เผยแพร่ผล การวิจัยของพวกเขาในวารสารSoft Robotics การพิสูจน์แนวคิดขึ้นอยู่กับการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่เกี่ยวข้องกับแบบจำลอง 3 มิติของต้นไม้หลอดลมที่จำลองจากข้อมูลทางกายวิภาค ขั้นตอนต่อไปของการวิจัยจะตรวจสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในการนำทางปอดที่นำมาจากซากศพ ขีดจำกัดของเทคโนโลยีที่มีอยู่ ปัจจุบัน แพทย์ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า bronchoscope เพื่อตรวจปอดและทางเดินของอากาศ ขั้นตอนเกี่ยวข้องกับการสอดเครื่องมือคล้ายท่อที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3.5 ถึง 4 มิลลิเมตร ผ่านทางจมูกหรือปากและเข้าไปในหลอดลม เนื่องจากขนาดของมัน หลอดลมสามารถเดินทางได้ไกลถึงระดับบนของหลอดลมเท่านั้น เพื่อเจาะลึกเข้าไปในปอด สายสวนหรือท่อละเอียดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2 มิลลิเมตร จะถูกส่งผ่านหลอดลมและจากนั้นเข้าไปในท่อขนาดเล็กของปอด แต่แพทย์มีข้อจำกัดในการเคลื่อนย้ายหลอดลม ทำให้ยากต่อการนำเครื่องมือและสายสวนไปยังจุดที่ต้องการ อย่างไรก็ตาม หุ่นยนต์หนวดแม่เหล็กได้รับการพัฒนาให้มีความคล่องตัวมากขึ้นและใช้ระบบนำทางของหุ่นยนต์ที่ปรับให้เหมาะกับแต่ละขั้นตอน ศาสตราจารย์ Pietro Valdastri ผู้อำนวยการ STORM Lab ซึ่งดูแลการวิจัยกล่าวว่า "หุ่นยนต์หนวดแม่เหล็กหรือสายสวนที่มีขนาด 2 มิลลิเมตรและมีรูปร่างที่สามารถควบคุมด้วยแม่เหล็กเพื่อให้สอดคล้องกับกายวิภาคของหลอดลมสามารถเข้าถึงพื้นที่ส่วนใหญ่ของปอด และ จะเป็นเครื่องมือทางคลินิกที่สำคัญในการตรวจสอบและรักษามะเร็งปอดและโรคปอดอื่น ๆ ที่เป็นไปได้ "ระบบของเราใช้ระบบนำทางด้วยแม่เหล็กแบบอัตโนมัติ ซึ่งไม่จำเป็นต้องให้ผู้ป่วยได้รับการเอ็กซ์เรย์ในขณะที่ดำเนินการตามขั้นตอน" เทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมใหม่ เพื่อพัฒนาระบบหุ่นยนต์ ทีมวิจัยต้องเอาชนะความท้าทายสำคัญสองประการ ประการแรก พวกเขาต้องสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็ก ยืดหยุ่นได้ และสามารถนำทางการบิดและเปลี่ยนของกายวิภาคของต้นไม้หลอดลมได้ ประการที่สอง พวกเขาต้องการระบบอัตโนมัติเพื่อนำทาง หุ่นยนต์ หนวดแม่เหล็กให้เข้าที่ โดยไม่ต้องใช้แพทย์ในการเคลื่อนเครื่องมือเข้าที่ด้วยตนเอง ซึ่งมักจะต้องให้ผู้ป่วยสัมผัสกับรังสีเอกซ์ และอาจเป็นความท้าทายทางเทคนิคสำหรับ บุคลากรทางการเเพทย์. หุ่นยนต์ขนาดเล็กและคล่องตัว เพื่อลดขนาดของหุ่นยนต์ในขณะที่ยังคงควบคุมการเคลื่อนไหวได้ นักวิจัยได้ผลิตหุ่นยนต์จากชุดชิ้นส่วนทรงกระบอกที่เชื่อมต่อกัน แต่ละชิ้นมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตร และยาวประมาณ 80 มิลลิเมตร ชิ้นส่วนเหล่านี้ทำจากวัสดุอีลาสโตเมอร์ที่อ่อนนุ่มหรือคล้ายยางซึ่งชุบด้วยอนุภาคแม่เหล็กเล็กๆ เนื่องจากการมีอยู่ของอนุภาคแม่เหล็ก ส่วนที่เชื่อมต่อกันสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายใต้ผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอก ผลลัพธ์ที่ได้คือหุ่นยนต์หนวดแม่เหล็กที่มีความยืดหยุ่นสูง ปรับเปลี่ยนรูปร่างได้ และมีขนาดเล็กพอที่จะไม่กีดขวางโครงสร้างทางกายวิภาคในปอด ระบบคำแนะนำ แม่เหล็กที่ติดตั้งบนแขนหุ่นยนต์ที่ด้านนอกของผู้ป่วยจะถูกใช้เพื่อนำทางอุปกรณ์เข้าไปในปอดในกระบวนการที่จะปรับแต่งสำหรับแต่ละขั้นตอน เส้นทางผ่านหลอดลมได้รับการวางแผนจากการสแกนปอดของผู้ป่วยก่อนการผ่าตัดและตั้งโปรแกรมลงในระบบหุ่นยนต์ ขณะที่แม่เหล็กภายนอกตัวผู้ป่วยเคลื่อนที่ พวกมันจะสร้างแรงบนอนุภาคแม่เหล็กในส่วนของสายสวน ทำให้พวกมันเปลี่ยนรูปร่างหรือทิศทาง ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ผ่านปอดและไปยังตำแหน่งที่มีรอยโรคที่น่าสงสัยได้ เมื่อถึงตำแหน่งเป้าหมายแล้ว หุ่นยนต์จะใช้เก็บตัวอย่างเนื้อเยื่อหรือส่งการรักษา อาจใช้เวลาหลายปีกว่าที่เทคโนโลยี "หนวดแม่เหล็ก" จะพร้อมใช้งานในโรงพยาบาล ห้องปฏิบัติการ STORM ที่มหาวิทยาลัย Leeds กำลังปฏิวัติเทคโนโลยีที่ใช้ในการตรวจส่องกล้องและการตรวจด้วยสายสวน พวกเขาได้สร้างต้นแบบของกล้องเอนโดสโคปราคาต่ำ ซึ่งใช้ในการตรวจระบบทางเดินอาหารส่วนบน ซึ่งสามารถใช้ในประเทศที่มีรายได้น้อยถึงปานกลาง ซึ่งการไม่สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ราคาแพงได้ขัดขวางโครงการตรวจคัดกรอง เทคโนโลยีแม่เหล็กยังเป็นหัวใจสำคัญของระบบการส่องกล้องตรวจลำไส้ใหญ่ด้วยหุ่นยนต์ ซึ่งช่วยให้เจ้าหน้าที่ดำเนินการได้ง่ายขึ้นและเป็นมิตรกับผู้ป่วย
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
