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科研进展

深圳先进院在面向呼吸道诊疗措施的软体内窥镜机器人研究取得进展

发布时间:2022-11-17 来源:深圳先进技术研究院

   近日,中科院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所微创中心李英田副研究员课题组与哈佛大学医学院Pierre E Dupont教授在Soft Robotics(中科院一区,IF=8.071合作发表题为A Soft Robotic Balloon Endoscope for Airway Procedures”的文章。深圳先进院李英田副研究员为第一作者,深圳先进院为第一完成单位。

  内窥镜和球囊导管已广泛用于气道和食道等人体自然腔道的诊疗措施中它们常组合使用,以内窥镜识别狭窄阻塞区域,并通过球囊扩张术来缓解病症。然而,球囊导管需深入腔道进行治疗,极易遮挡内窥镜视野,难以准确定位球囊与病变组织的相对位置。此外,肺中狭窄的部位通常位于转角处,会进一步增加球囊的视觉定位、球囊扩张监测和扩张后组织检查的难度。 

  针对上述挑战,该工作设计了国际上第一款专为呼吸道检查和球囊扩张术的软体爬行内窥镜机器人。基于球囊结构,这款机器人可以在腔道内自主运动、绕过转角并执行球囊扩张术;该机器人结构具有尺寸可变性,能较好适应呼吸道中不同的腔道内径;机器人具有一个中央空腔,不仅可使得机器人在呼吸道中运动时保证空气畅通,还为未来更多功能的集成提供了可能性;机器人使用的均是生物相容性材料、驱动为手术室中通用的高压和真空气体,且加工成本可控(机器人本体不到35人民币)。该机器人在实验室环境和动物的体外组织中进行了功能测试,证实了此机器人可消除由于组合使用内窥镜和球囊导管而引发的视觉遮挡问题,它还提供了检查转角处病变组织的能力。 

   

 

  1. 机器人导航实验。(A)三通管接头转弯实验。(B)动物猪活体外组织与机器人原型机。(C)猪气管内,机器人视角中显示的三个支气管位置。(D)下肺叶支气管位置。(E)从右下叶支气管内观察下一分支。(F)从左下叶支气管内观察下一分支。 

     

  全文链接:https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/soro.2020.0161 

    


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