中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院智能仿生中心團(tuán)隊和深圳大學(xué)附屬華南醫(yī)院神經(jīng)外科團(tuán)隊合作，提出了一種具有磁驅(qū)動主動轉(zhuǎn)向和自主推進(jìn)能力的磁性介入導(dǎo)絲機(jī)器人系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，醫(yī)生可遠(yuǎn)程操控磁性導(dǎo)絲在復(fù)雜的血管分叉處快速選擇正確路徑并到達(dá)目標(biāo)部位，有效減少輻射暴露。研究提出的磁性導(dǎo)絲建模方法與軌跡規(guī)劃算法，為磁性導(dǎo)絲的自動控制奠定了基礎(chǔ)。8月31日，最新成果發(fā)表于《先進(jìn)智能系統(tǒng)》。
血管介入手術(shù)是在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的導(dǎo)引下，利用導(dǎo)絲、導(dǎo)管等器械經(jīng)血管途徑診療的技術(shù)。在介入醫(yī)療資源緊缺的地區(qū)，醫(yī)生需要在造影下觀察導(dǎo)絲位置，但長期累積的輻射有損健康。
對此，該團(tuán)隊提出一種具有磁驅(qū)動主動轉(zhuǎn)向和自主推進(jìn)能力的磁性介入導(dǎo)絲機(jī)器人系統(tǒng)。研究人員在醫(yī)用介入導(dǎo)絲尖端連接一段磁性水凝膠材料，使其具有磁響應(yīng)能力，可在外部磁場驅(qū)動下靈活轉(zhuǎn)向，并通過影像系統(tǒng)反饋位置。此外，研究人員建立了可預(yù)測及重建導(dǎo)絲尖端非線性變形的連續(xù)體力學(xué)模型，并開發(fā)了軌跡規(guī)劃算法，根據(jù)血管路徑推斷外部驅(qū)動磁鐵的位置、軌跡以及推進(jìn)器速度，進(jìn)而實現(xiàn)自主控制。
實驗表明，根據(jù)已知的血管路徑，通過磁場控制，導(dǎo)絲在血管模型內(nèi)從穿刺點經(jīng)過4條不同路徑分別到達(dá)大腦中動脈的4個目標(biāo)位置，用時均小于2分鐘。在血管造影影像的實時引導(dǎo)下，醫(yī)生遠(yuǎn)程控制磁性導(dǎo)絲通過血管模型的右側(cè)內(nèi)頸動脈到達(dá)目標(biāo)位置，用時約2分鐘。
