具有集成的机动,成像和生物医学操作能力的亚毫米纤维镜机器人
Tieshan Zhang1,2,3, Gen Li1,2,3, Hao Ren2
1Department of Electronic and Computer Engineering, Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong SAR, China.
Nature communications
|December 31, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的亚毫米连续机器人,克服了小尺寸,精确方向盘和可视化处理的"不可能的三位一体". 这种基于光纤的机器人实现了生物医学应用的集成成成像,高精度运动和多功能功能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 现有的小规模连续机器人在实现同时小尺寸,精确转向和可视化功能处理方面存在局限性.
- 这一挑战被称为"不可能的三位一体",阻碍了它们在干预诊断和治疗中的应用.
研究的目的:
- 推出一种新的亚毫米级连续机器人,它集成成像,高精度运动和多功能操作.
- 在干预程序中克服现有的小型机器人的局限性.
主要方法:
- 使用微尺度3D打印和磁喷涂开发0.95毫米薄型连续机器人.
- 集成光纤用于成像和高精度运动控制 (<30微米).
- 使用机器人在受限制的环境中进行ex vivo试验,例如肺末支气管.
主要成果:
- 机器人实现了障碍物检测距离 (~9.4毫米) 的十倍改进.
- 展示了显著的运动精度 (<30微米),并扩大了成像区域 (~25倍).
- 在ex vivo试验中成功执行了多功能手术,包括取样,药物输送和激光切除.
结论:
- 拟议的亚毫米连续机器人成功地整合了成像,高精度运动和多功能功能,解决了"不可能的三位一体".
- 在导航受限制的解剖结构和执行各种治疗干预的验证实用性.
- 代表生物医疗机器人的重大进步,在医学工程中具有众多潜在应用.
