新しい方式はマイクロロボットと手術用具に体内の正確な地位決めを実現させる

 

発売日：[2024/5/12]
 

未来の医学では、マイクロロボットは組織内を自力してナビゲートし、医療機器は手術中に体内での地位を唆使する。両方とも、医師がデバイスを正確かつリアルタイムに地位決めし、制御することができることを请求しています。

今のところ、適切な方式はありません。ドイツがん研讨センター（DKFZ）の迷信者は現在、発振磁石に基づく旌旗灯号送信方式を記述しており、このような医療応用を大幅に改良することができる。

この研讨は『npj Robotics』誌に発表された。

比来までSF小説のように聞こえたものは、体内を自力して移動するナノロボットが薬を輸送したり、組織で測定したり、内科手術を行ったりすることが等候されているという開発に大きな進展を遂げている。筋肉、目の硝子体、または血管系を介してナビゲーションできる磁気駆動ナノロボットが開発されている。

しかし、体の奥でのロボットの動きをリアルタイムで追跡し、制御する複雑なシステムが欠けている。従来のイメージング技術は限られた範囲にしか適用されていない。磁気共鳴イメージング（MRI）の時間分化能は无限であり、コンピュータ断層スキャン（CT）は喷射曝露と関係があり、音波の強い狼藉は超音波の局所分化能を制限する。

マイクロロボットと手術用具の体内での正確な地位付けはSMOLを生物医学応用に統合する。画像の出所：npj Robotics（2024）。DOI：10.1038/s44182-024-00008-x
ドレスデンのDKFZ工場から来たTian Qiuリーダーのチームは今、この問題を解決するための新しい方式を発明した。彼らが開発したマイクロデバイスは、磁気発振器（すなわち、ミリメータサイズの筐体内にある機械的発振磁石）に基づいている。内部磁場は磁石を機械的振動に励起することができる。

振動が再び弱まると、磁気センサで旌旗灯号を記録することができる。その根基道理はMRIにおける核磁気共鳴に似ている。研讨者はこの方式を「小規模磁気発振定位」（SMOL）と呼ぶ。

SMOLにより、長距離（10 cm以上）、很是に正確（1 mm未満）、およびリアルタイムで小型デバイスの地位と标的目的を決定することができます。运动磁石に基づく追跡方式と比較して、SMOLはすべての6自在度の動きを検出することができ、旌旗灯号品質が大幅に向上した。

デバイスは弱い磁場に基づいているため、身材に無害でワイヤレスであり、多くの従来のデバイスやイメージング技術と互換性があります。
マイクロロボットと手術用具の体内での正確なSMOL定位方式の提要。画像の出所：npj Robotics（2024）。DOI：10.1038/s44182-024-00008-x
「SMOLアプローチには多くの能够性のある応用がある」と、現在の出书物の第1著者であるFelix Fischer氏は言う。「私たちはこのシステムをマイクロロボットと细小侵襲手術用具に統合しました。

「カプセル内視鏡や腫瘍組織マーカーと組み合わせて很是に正確な喷射線治療を行うことは想像できます。私たちの方式は、全自動手術ロボットや拡張現実応用に決定的な利点を供给することもできます」。

「SMOLには比較的簡単な技術設備しか须要ありません。発振器はミリメータの範囲内にあるため、多くの既存の機器に統合でき、さらに小型化する能够性があります。正確な空間と時間分化能のため、私たちの技術は未来の多くの医療プログラムを大幅に推進する能够性があります」と、現在出书物のベテラン著者である邱評氏は論じる。