磁控微机器人系统用于可编程的刚度调整和微导管的主动转向
Yuan Liu1, Jing Huang1, Xuhui Zhao1
1Shenzhen Institutes of Advanced Technology, Chinese Academy of Sciences, Shenzhen, Guangdong Province, China.
Nature communications
|December 23, 2025
概括
一个新的磁性软微机器人Helixoft,在狭窄的空间为手术仪器提供了可适应的刚性和方向. 这种机器人系统增强了微导管功能,可以在不造成损害的情况下进行精确的手术.
科学领域:
- 医疗机器人 医疗机器人
- 生物医学工程 生物医学工程
- 最少侵入性的手术
背景情况:
- 在封闭的光线中进行手术需要具有可适应的机械性能的仪器.
- 目前的微导管缺乏用于动态刚度调整的有效策略,限制了它们的机动性和稳定性.
研究的目的:
- 开发一种微机器人系统,用于微导管中的动态刚度调整和精确方向盘.
- 为了在微妙的光环境中实现先进的外科干预.
主要方法:
- 一个螺旋形磁软微机器人 (Helixoft) 设计用于与商业微导管集成.
- 磁控用于独立的刚度调整和通过解螺旋运动和扭矩驱动的曲来进行主动转向.
- 该系统在猪体外活体卵巢活检和体内支气管药物输送中进行了测试.
主要成果:
- 赫利克索夫特实现了连续的刚度调整 (高达40倍) 和精确的磁转向.
- 集成的微导管证明了大角度导航,准确的有效载荷传递和局部组织活检,没有曲或损伤.
- 在ex-vivo和in-vivo动物模型中成功验证.
结论:
- 赫利克索夫特系统提供了一种最小破坏性的机器人解决方案,用于在狭窄的光环境中进行机械重新配置.
- 这项技术提高了微导管在复杂的外科手术任务的能力.
- 磁控为动态刚度和方向盘调整提供了一种安全有效的方法.
