Биопсия - взятие клеток из живого организма с целью дальнейшего их изучения. Так сказать, светлая версия вивисекции (а при учёте анестетиков так и вообще, безболезненно).
Сам же мини-робот был создан для создания 3D-моделей внутренней части тела, чтобы диагностировать раннюю степень рака. Причём модели революционные, ещё и создаются при помощи ультразвука, в высоком качестве, изнутри кишечника или желудка.
Подобное направление позволяет в будущем отказаться от физических биопсий, проводя вот такие "виртуальные". А, возможно, и даже лечить их за одну процедуру за раз. А раньше надо взять кусок ткани, отправить в лабораторию и ещё 1-3 недели ждать результатов.
И робот не просто на колёсиках - это настоящий олоид, способный ещё и ВРАЩАТЬСЯ внутри тела, получая дополнительную манёвренность и помогая в визуализации ультразвуком.
Данное открытие было результатом работы Англичан и Шотландцев. Из Лидса (Англия) шла разработка робототехники и интеграция ультразвукового зонда, а Глазго и Эдинбург (Шотландия) предоставили этот самый зонд и визуализацией итоговой биопсии.
Устройство визуализации - микроультразвуковая матрица 28 МГц. Она создает трехмерную реконструкцию сканируемой области высокого разрешения. С помощью неё могут создавать поперечные изображения, которые имитируют создаваемые при стандартной биопсии (когда образец ткани нарезается на тонкие слои и помещается на предметное стекло для изучения под микроскопом).
Высокочастотный/высокоразрешающий ультразвуковой зонд позволяет пользователям видеть особенности на микроскопическом уровне, вплоть до деталей на уровне слоев тканей. Впервые, с этого исследования, можно проводить 3D-сканирования и в кишечном тракте.
Олоидный магнитный эндоскоп (ОМЭ) был напечатан на 3D-принтере из смолы, его диаметр составлял всего 21 мм. Робот все еще мог катиться, но имел практичный размер и конструкцию для клинических применений, таких как колоноскопия. Его движение было проверено на различных поверхностях, имитирующих структуры толстой кишки, пищевода и желудка.
Минутка интересных фактов: Чтобы продвинуть технологию к испытаниям на людях, команда сначала провела испытания в искусственной толстой кишке, а затем исследования на свиньях, что является необходимым шагом для выполнения нормативных требований для одобрения медицинских устройств.
Навигация осуществлялась с помощью изображений со встроенной камеры и магнитной локализационной системы. Результаты показали, что система может:
- Успешно выполнять контролируемые вращательные и выметающие движения внутри толстой кишки.
- Генерировать 3D-ультразвуковые сканирования высокого разрешения для точной диагностики (уже было сказано выше).
- Выявлять поражения в желудочно-кишечной ткани, демонстрируя ее потенциал для передовой медицинской визуализации и раннего выявления заболеваний (суть исследования).
Магнитные поля идеально подходят для медицинских применений, поскольку они безвредно проходят через ткани человека, позволяя дистанционно манипулировать крошечными хирургическими роботами. Контролируемые вращательные и размашистые движения необходимы для точной навигации и визуализации внутри тела. Однако невозможно заставить цилиндрических роботов вращаться, используя внешнее магнитное поле.
Цилиндрические магнитные роботы могут достигать только пяти степеней свободы - способов, которыми может двигаться объект. Ранее это считалось ограничением: 3D-сканирование невозможно без движения качения.
Но форма олоида решила и эту проблему. Его уникальная геометрия естественным образом способствует извилистому движению качения, которое связывает качение с вращениями вверх-вниз и из стороны в сторону. Поскольку олоид не имеет симметрии вокруг центральной оси.
- Реконструировать 3D-изображение ультразвука, полученное с зонда, расположенного глубоко внутри кишечника, - то, чего никогда не делали раньше, - подмечает один из профессоров кафедры робототехники.
#Cirno #Science #IT@cirno_nb #Biology@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb