Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng robot phổi có thể điều khiển của họ có thể tự động điều khiển sự phức tạp của phổi, đồng thời tránh được các cấu trúc phổi quan trọng.
Ung thư phổi là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong liên quan đến ung thư ở Hoa Kỳ. Một số khối u cực kỳ nhỏ và ẩn sâu trong mô phổi, khiến bác sĩ phẫu thuật khó tiếp cận chúng. Để giải quyết thách thức này, các nhà nghiên cứu của UNC -Chapel Hill và Đại học Vanderbilt đã nghiên cứu một loại robot cực kỳ linh hoạt nhưng chắc chắn, có khả năng đi qua mô phổi.
Nghiên cứu của họ đã đạt đến một cột mốc mới. Trong một bài báo mới, được xuất bản trên Science Robotics , Ron Alterovitz, Tiến sĩ, tại Khoa Khoa học Máy tính của UNC, và Jason Akulian, MD MPH, thuộc Khoa Y của UNC, đã chứng minh rằng robot của họ có thể tự động đi từ "Điểm A" đến "Điểm B" đồng thời tránh các cấu trúc quan trọng, chẳng hạn như đường dẫn khí nhỏ và mạch máu, trong mô hình phòng thí nghiệm sống.
Tiến sĩ Akulian, đồng tác giả của bài báo và Trưởng bộ phận Khoa phổi can thiệp và Ung thư phổi thuộc Khoa Bệnh phổi của UNC cho biết: “Công nghệ này cho phép chúng tôi tiếp cận các mục tiêu mà chúng tôi không thể đạt được bằng ống nội soi phế quản tiêu chuẩn hoặc thậm chí bằng robot”. và Y học Chăm sóc Quan trọng. "Nó mang lại cho bạn thêm vài centimet hoặc thậm chí vài milimet, điều này sẽ giúp ích rất nhiều cho việc theo đuổi các mục tiêu nhỏ trong phổi."
Sự phát triển của robot kim có khả năng điều khiển tự động đã thúc đẩy văn hóa hợp tác cao độ của UNC bằng cách kết hợp giữa y học, khoa học máy tính và chuyên môn kỹ thuật. Ngoài Alterovitz và Akulian, nỗ lực phát triển còn có Yueh Z. Lee, MD, PhD, tại Khoa X quang UNC, cũng như Robert J. Webster III tại Đại học Vanderbilt và Alan Kuntz tại Đại học Utah.
Robot được làm từ nhiều bộ phận riêng biệt. Bộ điều khiển cơ học cung cấp lực đẩy có kiểm soát của kim để tiến và lùi và thiết kế kim cho phép điều khiển dọc theo các đường cong. Kim được làm từ hợp kim niken-titan và được khắc laser để tăng tính linh hoạt, cho phép kim di chuyển dễ dàng qua mô.
Khi di chuyển về phía trước, hình khắc trên kim cho phép nó vượt qua chướng ngại vật một cách dễ dàng. Các phụ kiện đính kèm khác, chẳng hạn như ống thông, có thể được sử dụng cùng với kim để thực hiện các thủ thuật như sinh thiết phổi.
Để xuyên qua mô, kim cần biết nó sẽ đi đến đâu. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng ảnh chụp CT khoang ngực của đối tượng và trí tuệ nhân tạo để tạo ra các mô hình ba chiều của phổi, bao gồm đường thở, mạch máu và mục tiêu đã chọn. Sử dụng mô hình 3-D này và sau khi kim đã được định vị để phóng, phần mềm điều khiển bằng AI của họ sẽ hướng dẫn kim tự động di chuyển từ "Điểm A" đến "Điểm B" trong khi tránh các cấu trúc quan trọng.
(adv)
Alterovitz, nhà nghiên cứu chính của dự án và là tác giả cấp cao của dự án, cho biết: “Kim có thể điều khiển tự động mà chúng tôi đã phát triển rất nhỏ gọn nhưng hệ thống được tích hợp một bộ công nghệ cho phép kim di chuyển tự động trong thời gian thực”. giấy. “Nó giống như một chiếc ô tô tự lái, nhưng nó di chuyển qua mô phổi, tránh các chướng ngại vật như các mạch máu quan trọng khi di chuyển đến đích.”
Kim cũng có thể gây ra chuyển động hô hấp. Không giống như các cơ quan khác, phổi không ngừng giãn nở và co bóp trong khoang ngực. Điều này có thể khiến việc nhắm mục tiêu trở nên đặc biệt khó khăn đối với một đối tượng đang sống và đang thở. Theo Akulian, nó giống như bắn vào một mục tiêu đang di chuyển.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm robot của họ trong khi mô hình phòng thí nghiệm thực hiện nín thở ngắt quãng. Mỗi khi đối tượng nín thở, robot sẽ được lập trình để di chuyển về phía trước.
Akulian, người cũng là thành viên của Trung tâm Ung thư Toàn diện UNC Lineberger, cho biết: “Vẫn còn một số sắc thái về khả năng của robot trong việc tiếp cận mục tiêu và sau đó thực sự tiếp cận chúng một cách hiệu quả”. xong, tôi rất vui mừng về việc tiếp tục vượt qua giới hạn những gì chúng tôi có thể làm cho bệnh nhân với các chuyên gia đẳng cấp thế giới đang ở đây."
Alterovitz cho biết thêm: “Chúng tôi dự định tiếp tục tạo ra các robot y tế tự động mới kết hợp sức mạnh của robot và AI để cải thiện kết quả y tế cho những bệnh nhân đang phải đối mặt với nhiều thách thức về sức khỏe đồng thời đảm bảo sự an toàn cho bệnh nhân”.
Nguồn Đại học chăm sóc sức khỏe Bắc Carolina .
