Инновационное использование магнитных полей открыло ряд потрясающих возможностей в области лечения рака: ученые продемонстрировали, как с их помощью можно направлять уничтожающие опухоли частицы в раковую ткань или вводить провода в вены в поисках онкологических заболеваний крови, и это всего лишь пара примеров. Новый гибкий робот, разработанный в Университете Лидса, имеет форму щупальца, которое можно направлять внутрь легких для обследования подозрительных образований или доставки лекарств.

Ученые разработали робота-щупальца с магнитным управлением, который способен добраться до самых дальних участков легкого. Университет Лидса

 

Робот, созданный на основе шупальца, был задуман для расширения возможностей так называемого бронхоскопа - медицинского инструмента, похожего на трубку, который используется для исследования легких и дыхательных путей. Врачи вводят его через нос или рот в бронхиальные ходы, а затем направляют более тонкий 2-миллиметровый катетер через его внутреннюю часть вглубь дыхательных путей.

Но этот подход имеет определенные ограничения по маневренности, что оставляет некоторые места вне досягаемости, поэтому ученые из Университета Лидса задались целью разработать более гибкое устройство, которым можно было бы более эффективно управлять, находясь внутри тела человека. В результате был создан робот, состоящий из соединенных цилиндрических сегментов, изготовленных из мягкого эластомера и снабженных крошечными магнитными частицами.

Оптимизация магнитной сигнатуры для навигации по ведущему лучу. (A) Целевой просвет для навигации. (B) Планирование пути на предоперационном изображении. (C) Оптимизация сигнатуры на основе желаемого пути. (D) Навигация по анатомии под воздействием приложенного поля.

 

При воздействии магнитного поля отдельные сегменты могут перемещаться независимо друг от друга, что делает технологию очень гибкой и способной прокладывать себе путь через сложные изгибы и повороты легких. В клинических условиях предоперационное сканирование позволит врачам заранее проложить маршрут через уникальные структуры легких, а затем запрограммировать  соответствующим образом.

"Магнитный робот-щупальце или катетер размером 2 миллиметра, форма которого может управляться магнитом в соответствии с анатомией бронхиального дерева, способный дотянуться до всех участков легкого станет ценнейшим практическим инструментом в исследовании и лечении возможного рака легких и других легочных патологий", - сказал профессор Пьетро Вальдастри, руководивший исследованием. "Наша технология использует автономную магнитную систему наведения, которая избавляет пациентов от необходимости проходить рентгеновское обследование во время проведения процедуры".

Учёные считают, что  точность и автономность технологии позволят гораздо эффективнее осматривать очаги поражения, брать образцы тканей или доставлять противораковые препараты в труднодоступные места. "Эта новая технология позволит диагностировать и лечить рак легких более надежно и безопасно, направляя инструменты на периферийные участки легких без использования дополнительных рентгеновских лучей", - сказала доктор Сесилия Помпили, член исследовательской группы.

На видео ниже показано, как магнитная система наведения направляет робота, аккуратно огибая препятствия.

 Магнитный робот-щупальце

Исследование было опубликовано в журнале Soft Robotics.

 Источники: Университет Лидса.
https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/soro.2021.0090
https://www.leeds.ac.uk/news-science/news/article/5050/a-robot-small-enough-to-explore-the-lungs