Cancerul pulmonar reprezintă principala cauză a deceselor din cauza cancerului în Statele Unite. Există tumori care sunt extrem de mici și se află adânc în țesutul pulmonar, ceea ce complică accesul chirurgical. Pentru a aborda această provocare, cercetătorii americani au dezvoltat un robot extrem de flexibil, dar rezistent, care poate naviga prin țesutul pulmonar.
O echipă multidisciplinară de la Universitatea din Carolina de Nord – Chapel Hill și Universitatea Vanderbilt a atins un nou milestone.
Într-un studiu recent publicat în revista Science Robotics, echipa a demonstrat într-un model de laborator că acest robot poate călători autonom de la „punctul A” la „punctul B”, evitând în același timp structuri vitale, cum ar fi căile respiratorii mici și vasele de sânge.
„Cu această tehnologie, putem atinge ținte pe care nu le-am putea atinge cu un bronhoscop obișnuit sau chiar cu unul robotizat,” spune dr. Jason Akulian, coautor al studiului și șef al secției de pneumologie intervențională și oncologie pulmonară la departamentul de boli pulmonare și medicină de urgență de la Universitatea din Carolina de Nord.
„Acesta ne oferă doar câțiva centimetri sau chiar milimetri în plus, ceea ce ar face o diferență semnificativă în localizarea țintelor mici în plămâni,” adaugă el. Robotul constă din mai multe componente separate. Un mecanism de control permite acului să efectueze mișcări controlate înainte și înapoi.
Designul acului îi conferă și capacități de navigare pe trasee curbate. Acul este fabricat dintr-un aliaj de nichel-titan și a fost gravat cu laser pentru a-i conferi flexibilitate, permițându-i să se deplaseze cu ușurință prin țesut.
Pe măsură ce se deplasează înainte, gravura de pe ac îi permite să evite cu ușurință obstacolele. Alte instrumente, cum ar fi cateterele, pot fi utilizate împreună cu acul pentru a efectua proceduri precum biopsiile pulmonare. Pentru a naviga prin țesut, acul trebuie să fie conștient de direcția sa.
Echipa de cercetare a folosit tomografii computerizate ale cavității toracice a subiecților și inteligență artificială pentru a crea modele tridimensionale ale plămânului, inclusiv a căilor respiratorii, vaselor de sânge și a țintelor dorite.
Utilizând acest model tridimensional și după ce acul a fost poziționat pentru a fi lansat, software-ul lor bazat pe inteligență artificială îi furnizează instrucțiuni pentru a se deplasa automat de la „punctul A” la „punctul B”, evitând în același timp structurile vitale.
„Vârful dirijabil autonom pe care l-am dezvoltat este foarte compact, dar sistemul este echipat cu tehnologii care permit acului să navigheze autonom în timp real,” explică Ron Alterovitz, cercetător principal al proiectului și autor principal al studiului.
„Este similar cu o mașină care se conduce singură, dar care se deplasează prin țesutul pulmonar, evitând obstacole precum vasele de sânge semnificative pe măsură ce ajunge la destinație,” spune el.
Acul poate și să țină cont de mișcarea respiratorie. În contrapartidă cu alte organe, plămânii se dilată și se contractă în mod continuu în cavitatea toracică. Acest lucru face ca localizarea țintelor să fie deosebit de dificilă la un subiect viu care respiră. Practic, este ca și cum ai încerca să lovești o țintă în mișcare.
Cercetătorii au testat robotul în timp ce modelul de laborator a efectuat respirații intermitente. De fiecare dată când subiectul și-a reținut respirația, robotul a fost programat să avanseze.
„Mai există câteva aspecte tehnice de lucru în ceea ce privește capacitatea robotului de a localiza țintele și de a ajunge la ele eficient,” spune dr. Akulian, care este, de asemenea, membru al Centrului de Cancer UNC Lineberger. „Cu toate acestea, sunt foarte entuziasmat de perspectiva continuării dezvoltării pentru a depăși limitele și a aduce beneficii pacienților cu ajutorul experților noștri de top.”
Potrivit medicului, echipa intenționează să dezvolte roboți medicali autonomi noi care să combine robotica cu inteligența artificială pentru a îmbunătăți rezultatele medicale pentru pacienții care se confruntă cu o gamă variată de probleme de sănătate, asigurând în același timp siguranța acestora.
Sursă: 360medical.ro
Mai multe știri pe republikanews.ro.
Ne găsești pe pagina de Facebook RepublikaNews.