VIDEO Miniroboții chirurgicali ar putea transforma detectarea și tratamentul cancerelor

iulie 27 15:18 2023

Articol scris de:

Timp citire articol: 5 minut(e)

Cercetătorii de la Universitatea din Leeds au dezvoltat un robot minuscul care poate pătrunde adânc în plămâni pentru a detecta și trata primele semne de cancer.

Tentaculul ultra-moale, care măsoară doar 2 milimetri în diametru și este controlat de magneți, poate ajunge la unele dintre cele mai mici bronșiole și ar putea transforma tratamentul cancerului pulmonar. (Foto articol: Prim-plan al unui robot cu tentacule magnetice lângă un model de bronșiolă Credit: STORM Lab, Universitatea din Leeds).

Noul dispozitiv deschide calea pentru o abordare mai precisă, personalizată și mult mai puțin invazivă a tratamentului și a fost dezvoltat de ingineri, oameni de știință și clinicieni de la STORM Lab din Leeds.

Cercetătorii au testat robotul cu tentacule magnetice pe plămânii unui cadavru și au constatat că acesta poate intra cu 37% mai adânc decât echipamentul standard și duce la o deteriorare mai mică a țesuturilor.

Rezultatele investigațiilor lor, care au fost finanțate de Consiliul European de Cercetare, au fost publicate joi, în Nature Engineering Communications.

„Această nouă abordare are avantajul de a fi specifică anatomiei umane, este mai flexibilă decât aceasta și complet controlabilă prin intermediul funcției magnetice. Aceste trei caracteristici principale au potențialul de a revoluționa navigația în interiorul corpului”, a declarat profesorul Pietro Valdastri, director al STORM Lab și supervizor al cercetării.

Cancerul pulmonar are cea mai mare rată de mortalitate prin cancer la nivel mondial.

În stadiul incipient al cancerului pulmonar fără celule mici, care reprezintă aproximativ 84% din cazuri, intervenția chirurgicală este standardul de tratament.

Aceasta este, de obicei, foarte invazivă și duce la îndepărtarea semnificativă de țesut. Această abordare nu este potrivită pentru toți pacienții și poate avea un impact asupra funcției pulmonare.

Video: Demonstrație cu un model de plămâni – navigare și localizare folosind tentacule magnetice personalizate. Credit: STORM Lab, Universitatea din Leeds

Programele de depistare a cancerului pulmonar au dus la îmbunătățirea ratelor de supraviețuire, dar au evidențiat, de asemenea, nevoia urgentă de a găsi metode neinvazive de diagnosticare și tratament precoce al pacienților.

Pe lângă îmbunătățirea navigării în interiorul plămânilor în timpul biopsiilor, robotul cu tentacule magnetice ar putea deschide calea pentru un tratament mult mai puțin invaziv, permițând medicilor să vizeze doar celulele rele, permițând în același timp ca țesutul și organele sănătoase să continue să funcționeze normal.

„Scopul nostru a fost și este acela de a oferi un ajutor curativ cu durere minimă pentru pacient”, a adăugat coautorul raportului, dr. Giovanni Pittiglio, care a efectuat cercetarea în timp ce își desfășura doctoratul la facultatea de inginerie electronică și electrică a universității din Leeds.

„Acționarea magnetică de la distanță ne-a permis să facem acest lucru folosind tentacule ultra-moi care pot ajunge mai adânc în țesuturile din organism, modelându-se în același timp pe anatomia pacientului și reducând traumatismele”, a precizat el.

În continuare, echipa va colecta toate datele care le vor permite să înceapă testele pe oameni.

Cum pot lucra împreună roboții cu tentacule magnetice

Cercetătorii de la STORM Lab au investigat, de asemenea, modalități de a controla doi roboți magnetici independenți, astfel încât aceștia să poată lucra împreună într-o zonă restrânsă a anatomiei umane, permițându-i unuia dintre ei să deplaseze o cameră, iar celuilalt să controleze un laser pentru a îndepărta tumorile.

Dispozitivele sunt realizate din silicon pentru a minimiza deteriorarea țesuturilor și sunt dirijate de magneți montați pe brațe robotice în afara corpului pacientului.

Folosind o replică a unui craniu, echipa a testat cu succes utilizarea a doi roboți pentru a efectua operații endonazale pe creier, o tehnică care permite chirurgului să intre prin nas pentru a opera zonele din partea frontală a creierului și din partea superioară a coloanei vertebrale.

Cercetătorii aveau nevoie ca roboții magnetici să se miște independent unul de celălalt, astfel încât unul să poată deplasa camera, în timp ce celălalt să poată direcționa un laser asupra unei tumori.

În mod normal, doi magneți plasați foarte aproape unul de celălalt s-ar atrage reciproc, ceea ce ar fi creat o provocare pentru cercetători.

Aceștia au depășit însă acest obstacol prin proiectarea corpurilor tentaculelor astfel încât acestea să se poată îndoi doar în anumite direcții și prin relocarea polilor nord și sud în fiecare tentacul al robotului magnetic.

Aceștia au reușit apoi să simuleze îndepărtarea unei tumori benigne de pe glanda pituitară aflată la baza craniului, demonstrând pentru prima dată că este posibil să controleze doi roboți într-o zonă limitată a corpului.

(Platformă robotică pentru intervenția asupra tumorilor pulmonare periferice bazată pe tentacule magnetice. Credit: STORM Lab, Universitatea din Leeds).

Rezultatele cercetării lor, care a fost finanțată de Consiliul European de Cercetare și de Consiliul de Cercetare în Științe Fizice, au fostpublicate tot joi, în Advanced Intelligent Systems.

“Este o contribuție semnificativă la domeniul roboticii controlate magnetic.Rezultatele noastre arată că procedurile de diagnosticare cu o cameră, precum și procedurile chirurgicale complete, pot fi efectuate în spații anatomice mici”, a declarat la rândul său autorul principal al lucrării, Zaneta Koszowska, cercetător în cadrul facultății de inginerie electronică și electrică de la Leeds.