半自主醫(yī)療機器人肺部的3個階段。圖片來源：KUNTZ等人/北卡羅來納大學(xué)

有些腫瘤非常小，隱藏在肺組織深處，醫(yī)生很難觸及它們。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，美國北卡羅來納大學(xué)教堂山分校和范德比爾特大學(xué)研究人員一直在研究一種能穿越肺組織的極其柔韌但堅固的機器人。他們在《科學(xué)·機器人》雜志上最新發(fā)表的一篇論文中，展現(xiàn)了新機器人可自主地從“A點”出發(fā)到達(dá)“B點”，同時避開活體實驗室模型中的重要結(jié)構(gòu)，例如微小氣道和血管。

研究人員稱，這項技術(shù)能夠達(dá)到機器人支氣管鏡無法達(dá)到的目標(biāo)。它會多給出額外的幾厘米甚至幾毫米的距離，這對于追蹤肺部的小目標(biāo)有很大幫助。

該機器人由幾個獨立的組件組成。機械控制組件的原理是利用一種針，針向前和向后提供受控推力，并且針設(shè)計允許沿著彎曲路徑轉(zhuǎn)向。該針由鎳鈦合金制成，經(jīng)過激光蝕刻以增加其靈活性，使其能輕松地穿過組織。

當(dāng)它向前移動時，針上的蝕刻使其能夠輕松繞過障礙物。導(dǎo)管等其他附件可與針一起使用來執(zhí)行肺活檢等程序。

為了穿過組織，針需要知道它要去哪里。研究團隊利用受試者胸腔的CT掃描和人工智能創(chuàng)建了肺部的三維模型，包括氣道、血管和選定的目標(biāo)。使用這個3D模型，一旦針向靶標(biāo)出發(fā)，人工智能驅(qū)動軟件就會指示它自動從“A點”移動到“B點”，同時避開重要的結(jié)構(gòu)。

研究人員稱，它類似于自動駕駛汽車，但它可通過肺組織進行導(dǎo)航，在到達(dá)目的地時避開重要血管等障礙物。

總編輯圈點

當(dāng)談?wù)撛谌梭w內(nèi)工作的機器人時，人們總希望它小巧、靈活、智能、柔韌并且堅固，希望這種機器人能輔助人類的雙手和雙眼，去往人類雙手難以抵達(dá)之處，看清人類雙眼無法分辨的病灶。此次，一種新的機器人誕生了。它不僅能夠去往設(shè)定的目的地，還能靈活避開一些微小但重要的結(jié)構(gòu)。要知道，人體器官如此復(fù)雜，在通往目標(biāo)的路上有太多需要繞開的細(xì)小阻礙。研究人員必須在結(jié)構(gòu)上、材料上和機器人運動模式上花費心思，讓它進退自如，順利治病救人。