磁性液体驱动的葡萄藤机器人用于最小侵入性组织活检采样

科学领域:

• 机器人技术
• 生物医学工程
• 材料科学

背景情况:

• 为了提高准确性和减少患者创伤,需要最少的侵入性活检技术.
• 现有的方法难以达到难以到达的解剖区域和精确的组织采样.
• 葡萄树机器人提供独特的反向能力,

研究的目的:

• 开发和评估一种用于微创手术的新型磁性流体驱动的葡萄藤机器人.
• 展示软机器人系统的精确控制,操纵和组织透能力.
• 评估机器人在复杂的解剖学幻影中的表现.

主要方法:

• 一个新的葡萄机器人设计,利用磁流体进行生长和通过外部磁场进行转向.
• 在完全柔软的结构中集成高磁体容量,以精确控制压力.
• 对周围墙壁的被动稳定与控制针插入的磁性启动相结合.
• 使用5毫米直径,145毫米长的机器人在空白空间,收缩和支气管幻影的实验验证.

主要成果:

• 这种机器人可以通过狭窄的空间进行控制的移动和导航.
• 该系统实现了被动稳定,并施加了高达1.26N的插入力以穿透组织.
• 在模拟人类支气管解剖学的幻影中展示了成功的导航和功能.
• 软机器人结构保持了精确的控制和针移动能力.

结论:

• 开发的磁性流体驱动的葡萄藤机器人显示出微创手术的巨大潜力.
• 它的精确控制,复杂空间的导航和组织透能力解决了当前活检技术的关键挑战.
• 这项技术可以在身体难以进入的部位进行更安全,更有效的手术.