微型磁性機器人可在人體內“虛擬活檢”
科技日報北京3月26日電 (記者張夢然)英國利茲(zi) 大學工程師開發了一款創新性的微型磁性機器人。它能在人體(ti) 內(nei) 深處執行3D掃描進行“虛擬活檢”,並首次從(cong) 胃腸道或腸道深處獲取了高分辨率3D超聲圖像,這標誌著早期癌症檢測技術的重大突破。相關(guan) 研究成果26日發表在《科學·機器人學》雜誌上。
該機器人實現的“虛擬活檢”,無需侵入性操作即可獲得診斷數據,使得醫生能夠在單一程序中完成病變的檢測、分期乃至潛在治療。這一進展為(wei) 多種癌症的診斷和治療帶來了革命性變化。
研究團隊采用一種名為(wei) oloid的3D幾何形狀賦予了磁性醫療機器人前所未有的運動範圍,包括滾動動作,這對於(yu) 體(ti) 內(nei) 精確導航與(yu) 成像是至關(guan) 重要的。團隊將oloid形狀及其獨特的滾動能力整合到一種新型的磁性柔性內(nei) 窺鏡中,並配備了一個(ge) 小型高頻成像裝置,用於(yu) 捕捉內(nei) 部組織的詳細3D圖像。
這項技術首次讓科學家能夠重建來自腸道深處探針拍攝的3D超聲圖像,支持對結直腸癌進行原位組織分析與(yu) 診斷,並立即得出結果。傳(chuan) 統方法需要1到3周才能得到實驗室結果,而新方法消除了診斷與(yu) 治療之間的等待時間,不僅(jin) 提高了患者的舒適度,還減少了重複手術的需求,減輕了患者對潛在癌症診斷結果的焦慮。
該成像設備包含一個(ge) 28MHz的微超聲陣列,能夠對其掃描區域進行高分辨率3D重建,讓臨(lin) 床醫生可以生成類似於(yu) 標準活檢產(chan) 生的橫截麵圖像。此外,高頻/分辨率超聲探頭讓用戶能在微觀層麵觀察特征,直至組織層的細節。
該內(nei) 窺鏡使用樹脂3D打印而成,直徑僅(jin) 為(wei) 21毫米,適用於(yu) 結腸鏡檢查等實際臨(lin) 床應用。團隊已經在模擬的人體(ti) 結腸、食道及胃結構上測試了此係統,並進一步在人工結腸模型以及豬身上進行了實驗,以符合醫療器械審批的監管要求。