Roboter erreicht „halbautonome Navigation' im lebenden Lungengewebe und vermeidet dabei Schlüsselstrukturen wie winzige Atemwege und Blutgefäße

3 Stufen der halbautonomen medizinischen Roboterlunge. Bildquelle: KUNTZ et al/University of North Carolina

Einige Tumore sind sehr klein und liegen tief im Lungengewebe verborgen, was es für Ärzte schwierig macht, sie zu erreichen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, haben Forscher der University of North Carolina in Chapel Hill und der Vanderbilt University an einem äußerst flexiblen, aber starken Roboter gearbeitet, der sich durch Lungengewebe bewegen kann. In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Science Robotics veröffentlichten Artikel zeigten sie, dass der neue Roboter autonom von „Punkt A“ nach „Punkt B“ reisen kann und dabei wichtige Strukturen in lebenden Labormodellen wie winzige Atemwege und Blutgefäße meidet.

Forscher wiesen darauf hin, dass diese Technologie Ziele erreichen kann, die mit der Roboterbronchoskopie nicht möglich sind. Es kann ein paar Zentimeter oder sogar Millimeter mehr Distanz bieten, was sehr hilfreich ist, um kleine Ziele in der Lunge zu verfolgen

Der Roboter besteht aus mehreren unabhängigen Komponenten. Das Prinzip der mechanischen Steuerbaugruppe besteht darin, eine Nadel zu verwenden, die einen kontrollierten Vorwärts- und Rückwärtsschub ermöglicht, und das Nadeldesign ermöglicht die Steuerung entlang einer gekrümmten Bahn. Die Nadel besteht aus einer Nickel-Titan-Legierung und ist lasergeätzt, um ihre Flexibilität zu erhöhen und eine einfache Bewegung durch das Gewebe zu ermöglichen.

Die Gravur auf der Nadel ermöglicht ein einfaches Manövrieren um Hindernisse beim Vorwärtsbewegen. Andere Zubehörteile wie Katheter können mit der Nadel verwendet werden, um Eingriffe wie Lungenbiopsien durchzuführen.

Um in das Gewebe einzudringen, muss die Nadel wissen, wohin sie geht. Das Forschungsteam nutzte CT-Scans der Brust der Probanden und künstliche Intelligenz, um ein dreidimensionales Modell der Lunge zu erstellen, einschließlich Atemwegen, Blutgefäßen und ausgewählten Zielen. Anhand dieses 3D-Modells weist die KI-gesteuerte Software die Nadel an, sich automatisch von „Punkt A“ nach „Punkt B“ zu bewegen und dabei wichtige Strukturen zu meiden, sobald sie auf das Ziel eingestellt ist.

Es ähnelt einem selbstfahrenden Auto, kann jedoch durch Lungengewebe navigieren und Hindernissen wie wichtigen Blutgefäßen ausweichen, wenn es sein Ziel erreicht, sagen Forscher.

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Wenn es um Roboter geht, die im menschlichen Körper arbeiten, hoffen die Menschen immer, dass er klein, flexibel, intelligent, flexibel und stark ist. Sie hoffen, dass diese Art von Robotern menschlichen Händen und Augen helfen und an Orte gelangen können, die für den Menschen schwierig sind Hände zu erreichen und menschliche Augen klar zu sehen. Nicht unterscheidbare Läsionen. Diesmal wurde ein brandneuer Roboter geboren. Es kann nicht nur das festgelegte Ziel erreichen, sondern auch einige kleine, aber wichtige Strukturen flexibel umgehen. Wissen Sie, der menschliche Körper ist so komplex und es gibt viele kleine Hindernisse, die auf dem Weg zu Ihrem Ziel umgangen werden müssen. Forscher müssen hart an der Struktur, den Materialien und dem Bewegungsmodus des Roboters arbeiten, damit er sich frei vorwärts und rückwärts bewegen und Krankheitsbehandlungs- und Rettungsarbeiten reibungslos durchführen kann

(Quelle: Science and Technology Daily)

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