211service.com
Roboty kompatibilní s MRI
Inženýři v Univerzita Johnse Hopkinse navrhli nový motor, který je kompatibilní s magnetickou rezonancí (MRI), aby mohl řídit obrazem naváděný robot pro lékařské aplikace, jako jsou biopsie a terapie rakoviny. Motor kompatibilní s MRI umožňuje lékařům na dálku provádět procedury v rámci skeneru pomocí MRI k vedení robota.
MRI bezpečný robot Toto robotické lékařské zařízení, navržené tak, aby chirurgům umožnilo vzdálený přístup k prostatě, je vyrobeno z keramiky, pryže a plastu, takže je bezpečné jej používat uvnitř skeneru MRI. Je poháněna novým typem motoru a vedena obrazy magnetické rezonance. Testování ukázalo, že jehlu lze umístit do jednoho milimetru od cíle vybraného na obrázku, což vede k přesnějším biopsiím rakoviny.
Skutečnou novinkou toho, co udělali, je kompatibilita s prostředím s vysokým magnetickým polem, jako je MRI, říká David Trumper , profesor inženýrství na MIT.
Když lékaři provádějí biopsie rakoviny na orgánech, jako je prostata, jsou běžně vedeni ultrazvukovými skenery. Ale takové zobrazovací metody jsou schopny zobrazit například pouze vnější tvar prostaty. Proto lékaři slepě vybírají vzorky k testování a riskují, že jim uniknou skutečný nádor. Chirurgie řízená MRI a dálkově ovládaným robotem by byla mnohem přesnější, protože robotická jehla by mohla být zarovnána přímo s nádorem, jak je vidět na MRI. Doposud však neexistovalo žádné zařízení schopné fungovat uvnitř malého tunelu skeneru bez zkreslení obrázků, které závisí na silném magnetu a elektrických proudech.
Robot Johns Hopkins, postavený pomocí konvenčních technik, byl navržen tak, aby umožňoval transperineální jehlový přístup k prostatě pod přímým vedením MRI. Nezbytným předpokladem přiblížení se cílenému nádoru na milimetr – nezbytná úroveň přesnosti – je nový motor speciálně vyvinutý pro tuto aplikaci. Motor poskytuje ovladatelné pneumatické ovládání, takže robotické zařízení je schopno stabilně a pomalu se pohybovat vedle pacienta v MRI skeneru, říká Dan Stoianovici , docent urologie a strojního inženýrství na Johns Hopkins a ředitel nemocnice Urologický robotický program , na kterém byl robot vyvinut.
Inženýři vytvořili nový typ pneumatický krokový motor . Je založen na myšlence, že pohyb pístu uvnitř válce je vždy přesný a lze jej velmi snadno dosáhnout natlakováním válce. Pneumatický krokový motor není zcela nový koncept; předchozí verze byly založeny na hydraulické a tepelné energii, ale postrádaly mechanickou účinnost.
Motor navržený inženýry Johns Hopkins má tři válce spojené s řadou ozubených kol, které dosahují rotačního pohybu tím, že jsou rovnoměrně natlakovány proudem vzduchu. Tým inženýrů použil k pohonu robota kompatibilního s MRI šest krokových motorů, MrBot , který postavili, aby chirurgům umožnil vzdálený přístup k prostatě. Robotické zařízení je propojeno s magnetickou rezonancí, takže když je pořízen snímek, může být mapován prostřednictvím síťového připojení pomocí robotického ovladače. Robotický ovladač je pak v pozici, kdy začne vysílat vzduch do robota, aby se dal do pohybu.
Motor má nízký výkon a nízkou rychlost, ale pro aplikaci se zdá být docela dobře koncipován, říká Trumper. Je to skvělý design.
Robot je pozoruhodný úspěch, říká Ron Rodriguez , docent urologie, lékařské onkologie a buněčné a molekulární medicíny na Johns Hopkins Medical Institutions. Umožní to rychlejší a přesnější metody léčby rakoviny, jako je umístění záření, vysvětluje Rodriguez.
Dalším krokem pro inženýry je otestovat robotické zařízení v klinických studiích. Pokud tyto testy dopadnou dobře, vědci se zaměří na vývoj dalších robotů kompatibilních s MRI pro další lékařské postupy.