麻省理工學(xué)院的線狀機(jī)器人可以穿過大腦中的血管

麻省理工學(xué)院的工程師創(chuàng)造了一個(gè)類似線程的機(jī)器人，可以通過大腦的血管滑行，并可以提供減少凝塊的藥物來治療中風(fēng)或動(dòng)脈瘤。機(jī)器人線程可以提供開放式腦外科手術(shù)的替代方案，并且可以由手術(shù)室外的外科醫(yī)生控制。從理論上講，外科醫(yī)生可以從一個(gè)完全不同的位置遠(yuǎn)程控制它。

該團(tuán)隊(duì)在Science Robotics上發(fā)表的一篇論文中描述了“磁性可操縱的水凝膠涂層機(jī)器人線”。螺紋的核心由鎳鈦合金制成，既有彎曲又有彈性。它涂有橡膠糊或油墨，內(nèi)嵌磁性顆粒。然后用水凝膠覆蓋，使線材光滑無摩擦，最終產(chǎn)品可以用磁鐵控制。

今天，外科醫(yī)生通常通過在人的主干動(dòng)脈中插入細(xì)線來清除大腦中的血凝塊。外科醫(yī)生使用熒光鏡，使用X射線對血管成像，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)并將導(dǎo)線引導(dǎo)到受損的腦血管中。然后將導(dǎo)管穿過導(dǎo)線以輸送藥物或其他凝塊療法。但是這個(gè)程序?qū)ν饪漆t(yī)生造成了實(shí)際的負(fù)擔(dān)，因?yàn)橥饪漆t(yī)生暴露于熒光鏡的反復(fù)輻射。并且電線存在損壞容器襯里的風(fēng)險(xiǎn)。

相比之下，這種機(jī)器人線由磁鐵控制，外科醫(yī)生可以從手術(shù)室外引導(dǎo)它。它們可以防止重復(fù)的輻射暴露，并且可以使用操縱桿遠(yuǎn)程執(zhí)行程序。是的，使用操縱桿進(jìn)行遠(yuǎn)程機(jī)器人腦部手術(shù)。

由于水凝膠，對血管內(nèi)襯的摩擦風(fēng)險(xiǎn)較小，并且該裝置可以幫助外科醫(yī)生進(jìn)一步進(jìn)入大腦。“手術(shù)中的挑戰(zhàn)之一就是能夠通過大腦中復(fù)雜的血管進(jìn)行導(dǎo)航，這些血管的直徑非常小，商業(yè)導(dǎo)管無法到達(dá)，”首爾國立大學(xué)機(jī)械工程教授Kyujin Cho說。。“這項(xiàng)研究已顯示出克服這一挑戰(zhàn)的潛力，并且無需開放手術(shù)即可在大腦中進(jìn)行外科手術(shù)。”

機(jī)器人線程還沒有為臨床使用做好準(zhǔn)備，但是團(tuán)隊(duì)通過引導(dǎo)線穿過小環(huán)的障礙過程來證明其靈活性，類似于穿針。他們還創(chuàng)造了一個(gè)真人大小的大腦主要血管復(fù)制品，并引導(dǎo)機(jī)器人穿過那些蜿蜒的狹窄路徑。最終，他們希望機(jī)器人電線可以提供減少凝塊的藥物或用激光打破阻塞。