Mae delweddau sydd ar gael i'w llwytho i lawr ar wefan Swyddfa'r Wasg MIT yn cael eu darparu i endidau anfasnachol, y wasg, a'r cyhoedd o dan Drwydded Di-Deilliadol Anfasnachol Creative Commons Attribution Attribution. maint priodol. Rhaid defnyddio credyd wrth gopïo delweddau;os na ddarperir isod, rhowch gredyd i “MIT” am ddelweddau.
Mae peirianwyr MIT wedi datblygu robot tebyg i weiren y gellir ei lywio'n fagnetig sy'n gallu llithro'n weithredol trwy lwybrau cul, troellog, megis fasgwlaidd labyrinthine yr ymennydd.
Yn y dyfodol, efallai y bydd yr edefyn robotig hwn yn cael ei gyfuno â thechnoleg endofasgwlaidd bresennol, gan ganiatáu i feddygon arwain robot o bell trwy bibellau gwaed ymennydd claf i drin rhwystrau a briwiau yn gyflym, fel y rhai sy'n digwydd mewn aniwrysmau a strôc.
“Strôc yw’r pumed prif achos marwolaeth a phrif achos anabledd yn yr Unol Daleithiau.Os gellir trin strôc acíwt yn ystod y 90 munud cyntaf, efallai y bydd goroesiad cleifion yn cael ei wella'n sylweddol,” meddai MIT Mechanical Engineering a Zhao Xuanhe, athro cyswllt peirianneg sifil ac amgylcheddol, “Os gallwn ddylunio dyfais i wrthdroi fasgwlaidd rhwystr yn ystod y cyfnod 'cyfnod brig' hwn, gallem o bosibl osgoi niwed parhaol i'r ymennydd.Dyna ein gobaith.”
Mae Zhao a'i dîm, gan gynnwys yr awdur arweiniol Yoonho Kim, myfyriwr graddedig yn Adran Peirianneg Fecanyddol MIT, yn disgrifio eu dyluniad robot meddal heddiw yn y cyfnodolyn Science Robotics.Other cyd-awduron y papur yw myfyriwr graddedig MIT Almaeneg Alberto Parada a myfyriwr gwadd Shengduo Liu.
Er mwyn tynnu ceuladau gwaed o'r ymennydd, mae meddygon fel arfer yn perfformio llawdriniaeth endofasgwlaidd, gweithdrefn leiaf ymwthiol lle mae'r llawfeddyg yn gosod edau tenau trwy brif rydweli claf, fel arfer yn y goes neu'r werddyr.O dan arweiniad fflworosgopig, sy'n defnyddio pelydrau-X ar yr un pryd delwedd y pibellau gwaed, bydd y llawfeddyg yn cylchdroi'r wifren â llaw i fyny i bibellau gwaed yr ymennydd sydd wedi'u difrodi. Yna gellir trosglwyddo'r cathetr ar hyd y wifren i ddosbarthu'r cyffur neu ddyfais adalw clotiau i'r ardal yr effeithir arni.
Gall y driniaeth fod yn gorfforol feichus, meddai Kim, ac mae'n ei gwneud yn ofynnol i lawfeddygon gael eu hyfforddi'n arbennig i wrthsefyll amlygiad i ymbelydredd dro ar ôl tro o fflworosgopi.
“Mae’n sgil heriol iawn, ac yn syml iawn does dim digon o lawfeddygon i wasanaethu cleifion, yn enwedig mewn ardaloedd maestrefol neu wledig,” meddai Kim.
Mae gwifrau tywys meddygol a ddefnyddir mewn gweithdrefnau o'r fath yn oddefol, sy'n golygu bod yn rhaid eu trin â llaw, ac maent yn aml wedi'u gwneud o graidd aloi metel a'u gorchuddio â pholymer, y mae Kim yn dweud y gallant greu ffrithiant a difrodi leinin pibellau gwaed. gofod tynn.
Sylweddolodd y tîm y gallai datblygiadau yn eu labordy helpu i wella gweithdrefnau endofasgwlaidd o'r fath, o ran dylunio gwifrau tywys ac wrth leihau amlygiad meddygon i unrhyw ymbelydredd cysylltiedig.
Dros yr ychydig flynyddoedd diwethaf, mae'r tîm wedi meithrin arbenigedd mewn hydrogeliau (deunyddiau biocompatible wedi'u gwneud yn bennaf o ddŵr) a deunyddiau magneto-actuated argraffu 3D y gellir eu dylunio i gropian, neidio a hyd yn oed ddal pêl, dim ond trwy ddilyn cyfeiriad y magned.
Yn y papur newydd, cyfunodd yr ymchwilwyr eu gwaith ar hydrogeliau a actifadu magnetig i gynhyrchu gwifren robotig wedi'i gorchuddio â hydrogel yn magnetig, neu weiren dywys, y gallent ei gwneud yn ddigon tenau i arwain pibellau gwaed yn fagnetig trwy ymennydd replica silicon maint bywyd. .
Mae craidd y wifren robotig wedi'i wneud o aloi nicel-titaniwm, neu “nitinol,” deunydd sy'n plygu ac yn elastig. hyblygrwydd wrth lapio dynn, troellog gwaed llestri gwaed.The tîm gorchuddio craidd y wifren mewn past rwber, neu inc, a gronynnau magnetig gwreiddio ynddo.
Yn olaf, fe wnaethant ddefnyddio proses gemegol yr oeddent wedi'i datblygu'n flaenorol i orchuddio a bondio'r troshaen magnetig â hydrogel - deunydd nad yw'n effeithio ar ymatebolrwydd y gronynnau magnetig sylfaenol, tra'n dal i ddarparu arwyneb biocompatible llyfn, di-ffrithiant.
Roeddent yn dangos cywirdeb ac actifadu gwifren robotig trwy ddefnyddio magnet mawr (yn debyg iawn i raff pyped) i arwain y wifren trwy gwrs rhwystrau dolen fach, sy'n atgoffa rhywun o wifren yn mynd trwy lygad nodwydd.
Profodd yr ymchwilwyr y wifren hefyd mewn copi silicon maint bywyd o brif bibellau gwaed yr ymennydd, gan gynnwys ceuladau ac aniwrysmau, a oedd yn dynwared sganiau CT o ymennydd claf go iawn. Llenwodd y tîm gynhwysydd silicon â hylif sy'n dynwared gludedd gwaed , yna trin magnetau mawr â llaw o amgylch y model i arwain y robot trwy lwybr troellog, cul y cynhwysydd.
Gellir gweithredu edafedd robotig, meddai Kim, sy'n golygu y gellir ychwanegu ymarferoldeb - er enghraifft, dosbarthu cyffuriau sy'n lleihau clotiau gwaed neu dorri rhwystrau â laserau. I ddangos yr olaf, disodlwyd creiddiau nitinol yr edafedd â ffibrau optegol a chanfod hynny gallent arwain y robot yn fagnetig ac actifadu'r laser ar ôl iddo gyrraedd yr ardal darged.
Pan gymharodd yr ymchwilwyr y wifren robotig wedi'i gorchuddio â hydrogel â'r wifren robotig heb ei gorchuddio, canfuwyd bod yr hydrogel yn rhoi mantais llithrig yr oedd mawr ei hangen i'r wifren, gan ganiatáu iddi lithro trwy fannau tynnach heb fod yn sownd. Mewn gweithdrefnau endofasgwlaidd, bydd yr eiddo hwn yn allweddol i atal ffrithiant a difrod i leinin y llong wrth i'r edau gael ei basio.
“Un her mewn llawdriniaeth yw gallu croesi’r pibellau gwaed cymhleth yn yr ymennydd sydd mor fach mewn diamedr na all cathetrau masnachol eu cyrraedd,” meddai Kyujin Cho, athro peirianneg fecanyddol ym Mhrifysgol Genedlaethol Seoul.“Mae’r astudiaeth hon yn dangos sut i oresgyn yr her hon.potensial a galluogi gweithdrefnau llawfeddygol yn yr ymennydd heb lawdriniaeth agored.”
Sut mae'r edau robotig newydd hwn yn amddiffyn llawfeddygon rhag ymbelydredd? Mae'r gwifrau tywys y gellir eu llywio'n fagnetig yn dileu'r angen i lawfeddygon wthio'r wifren i bibell waed claf, dywedodd Kim. Mae hyn yn golygu nad oes rhaid i'r meddyg hefyd fod yn agos at y claf a , yn bwysicach fyth, y fflworosgop sy'n cynhyrchu'r ymbelydredd.
Yn y dyfodol agos, mae'n rhagweld llawdriniaeth endofasgwlaidd sy'n ymgorffori technoleg magnetig bresennol, megis parau o fagnetau mawr, gan ganiatáu i feddygon fod y tu allan i'r ystafell weithredu, i ffwrdd o fflworosgopau sy'n delweddu ymennydd cleifion, neu hyd yn oed mewn lleoliadau hollol wahanol.
“Gall llwyfannau presennol gymhwyso maes magnetig i glaf a pherfformio fflworosgopi ar yr un pryd, a gall y meddyg reoli’r maes magnetig gyda ffon reoli mewn ystafell arall, neu hyd yn oed mewn dinas wahanol,” meddai Kim. ”Rydym yn gobeithio defnyddio’r dechnoleg bresennol yn y cam nesaf i brofi ein hedefyn robotig in vivo.”
Daeth cyllid ar gyfer yr ymchwil yn rhannol gan y Swyddfa Ymchwil Llyngesol, Sefydliad Nanotechnoleg Milwyr MIT, a'r Sefydliad Gwyddoniaeth Cenedlaethol (NSF).
Mae gohebydd y famfwrdd, Becky Ferreira, yn ysgrifennu bod ymchwilwyr MIT wedi datblygu edefyn robotig y gellid ei ddefnyddio i drin ceuladau gwaed niwrolegol neu strôc. Gallai robotiaid fod â chyffuriau neu laserau y “gellid eu danfon i feysydd problemus o'r ymennydd.Gall y math hwn o dechnoleg leiaf ymledol hefyd helpu i liniaru difrod o argyfyngau niwrolegol fel strôc.”
Mae ymchwilwyr MIT wedi creu edefyn newydd o roboteg magnetron a all droelli trwy’r ymennydd dynol, mae gohebydd Smithsonian Jason Daley yn ysgrifennu.” Yn y dyfodol, gallai deithio trwy bibellau gwaed yn yr ymennydd i helpu i glirio rhwystrau,” esboniodd Daly.
Mae gohebydd TechCrunch Darrell Etherington yn ysgrifennu bod ymchwilwyr MI wedi datblygu edefyn robotig newydd y gellid ei ddefnyddio i wneud llawdriniaeth ar yr ymennydd yn llai ymwthiol. briwiau a all arwain at ymlediadau a strôc.”
Mae ymchwilwyr MIT wedi datblygu mwydyn robotig newydd a reolir yn fagnetig a allai un diwrnod helpu i wneud llawdriniaeth ar yr ymennydd yn llai ymledol, yn ôl Chris Stocker-Walker o'r Gwyddonydd Newydd. cyrraedd pibellau gwaed.”
Mae gohebydd Gizmodo Andrew Liszewski yn ysgrifennu y gallai gwaith robotig newydd tebyg i edau a ddatblygwyd gan ymchwilwyr MIT gael ei ddefnyddio i glirio rhwystrau a cheuladau sy'n achosi strôc yn gyflym.” Gallai robotiaid nid yn unig wneud llawdriniaeth ôl-strôc yn gyflymach ac yn gyflymach, ond hefyd yn lleihau'r amlygiad i ymbelydredd bod yn rhaid i lawfeddygon ddioddef yn aml,” esboniodd Liszewski.