直径仅2毫米！磁性机器人可进入最小支气管采样

• 2022-03-23 05:31:07 来源：科技日报

该图像显示了根据解剖数据构建的支气管树的一部分的真人大小的模型。右侧是磁性触手机器人的一部分。图片来源：英国利兹大学

科技日报实习记者 张佳欣

根据21日发表在《软体机器人》杂志上的论文，英国利兹大学“风暴”实验室团队开发了一种“磁性触手机器人”，直径只有2毫米，大约是圆珠笔笔尖的两倍，可由患者体外的磁铁引导进入肺部狭窄的管道。研究证明，这种机器人可以到达肺部最小的支气管处，可采集组织样本或提供癌症治疗。

目前，医学界使用支气管镜对肺部和呼吸道进行检查，包括使用一个直径约3.5至4毫米的软管状器械穿过鼻子或口腔，进入支气管通道。由于其体积限制，支气管镜只能到达支气管树的上层。

为了更深入地研究肺部，医生使用直径约2毫米的导管或细管通过支气管镜，进入肺的较细小管。但是，医生在如何移动支气管镜方面受到限制，很难将仪器和导管引导到需要的地方。

现在，磁性触手机器人的开发使检查更具可操作性，医生可使用个性化的机器人引导系统来应对不同的手术。

负责监督这项研究的风暴实验室主任皮埃特罗·瓦尔达斯特里教授说：“一个2毫米大小的磁性触手机器人或导管，其形状通过磁性控制以符合支气管树的解剖结构，可以到达肺的大部分区域，这将是检查和治疗可能的肺癌和其他肺部疾病的重要临床工具。”

为减小机器人的尺寸，同时保持运动的可控性，研究人员用一系列相互连接的圆柱形管段制造了机器人，每个管段直径2毫米，长度约80毫米。这种材料由柔软的弹性体或橡胶状材料制成，其中浸渍了微小的磁性颗粒。

由于磁性颗粒的存在，在外部磁场的作用下，相互连接的片段可以进行一定的独立移动。于是，磁性触手机器人具有了高度灵活性，能够变形，并且小到可以避免卡在肺部。

同时，安装在患者外部的机械臂上的磁铁被用来引导机器人进入肺部，这一过程将为每个手术量身定做。

在手术前，医生将对患者肺部进行扫描，规划机器人通过支气管树的路线，并将其编程到系统中。当患者外部的磁铁移动时，它们会对导管管段中的磁性颗粒产生作用力，导引体内机器人改变形状或方向，从而通过肺部到达可疑病变的位置，进行采集组织样本或提供治疗。

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