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2025-03-28 
微型磁性機(jī)器人可在人體內(nèi)“虛擬活檢”
英國(guó)利茲大學(xué)工程師開(kāi)發(fā)了一款創(chuàng)新性的微型磁性機(jī)器人。它能在人體內(nèi)深處執(zhí)行3D掃描進(jìn)行“虛擬活檢”，并首次從胃腸道或腸道深處獲取了高分辨率3D超聲圖像，這標(biāo)志著早期癌癥檢測(cè)技術(shù)的重大突破。相關(guān)研究成果26日發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人學(xué)》雜志上。
該機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的“虛擬活檢”，無(wú)需侵入性操作即可獲得診斷數(shù)據(jù)，使得醫(yī)生能夠在單一程序中完成病變的檢測(cè)、分期乃至潛在治療。這一進(jìn)展為多種癌癥的診斷和治療帶來(lái)了革命性變化。
研究團(tuán)隊(duì)采用一種名為oloid的3D幾何形狀賦予了磁性醫(yī)療機(jī)器人前所未有的運(yùn)動(dòng)范圍，包括滾動(dòng)動(dòng)作，這對(duì)于體內(nèi)精確導(dǎo)航與成像是至關(guān)重要的。團(tuán)隊(duì)將oloid形狀及其獨(dú)特的滾動(dòng)能力整合到一種新型的磁性柔性內(nèi)窺鏡中，并配備了一個(gè)小型高頻成像裝置，用于捕捉內(nèi)部組織的詳細(xì)3D圖像。
這項(xiàng)技術(shù)首次讓科學(xué)家能夠重建來(lái)自腸道深處探針拍攝的3D超聲圖像，支持對(duì)結(jié)直腸癌進(jìn)行原位組織分析與診斷，并立即得出結(jié)果。傳統(tǒng)方法需要1到3周才能得到實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，而新方法消除了診斷與治療之間的等待時(shí)間，不僅提高了患者的舒適度，還減少了重復(fù)手術(shù)的需求，減輕了患者對(duì)潛在癌癥診斷結(jié)果的焦慮。
該成像設(shè)備包含一個(gè)28MHz的微超聲陣列，能夠?qū)ζ鋻呙鑵^(qū)域進(jìn)行高分辨率3D重建，讓臨床醫(yī)生可以生成類似于標(biāo)準(zhǔn)活檢產(chǎn)生的橫截面圖像。此外，高頻/分辨率超聲探頭讓用戶能在微觀層面觀察特征，直至組織層的細(xì)節(jié)。
該內(nèi)窺鏡使用樹(shù)脂3D打印而成，直徑僅為21毫米，適用于結(jié)腸鏡檢查等實(shí)際臨床應(yīng)用。團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在模擬的人體結(jié)腸、食道及胃結(jié)構(gòu)上測(cè)試了此系統(tǒng)，并進(jìn)一步在人工結(jié)腸模型以及豬身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，以符合醫(yī)療器械審批的監(jiān)管要求。
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