面向血管介入手术的磁控导丝机器人系统问世
磁驱动介入导丝机器人在远程血管介入手术中的应用示范。研究团队供图
中国科学院深圳先进技术研究院智能仿生中心团队和深圳大学附属华南医院神经外科团队合作，提出了一种具有磁驱动主动转向和自主推进能力的磁性介入导丝机器人系统。通过该系统，医生可远程操控磁性导丝在复杂的血管分叉处快速选择正确路径并到达目标部位，有效减少辐射暴露。研究提出的磁性导丝建模方法与轨迹规划算法，为磁性导丝的自动控制奠定了基础。8月31日，最新成果发表于《先进智能系统》。
血管介入手术是在医学影像设备的导引下，利用导丝、导管等器械经血管途径诊疗的技术。在介入医疗资源紧缺的地区，医生需要在造影下观察导丝位置，但长期累积的辐射有损健康。
对此，该团队提出一种具有磁驱动主动转向和自主推进能力的磁性介入导丝机器人系统。研究人员在医用介入导丝尖端连接一段磁性水凝胶材料，使其具有磁响应能力，可在外部磁场驱动下灵活转向，并通过影像系统反馈位置。此外，研究人员建立了可预测及重建导丝尖端非线性变形的连续体力学模型，并开发了轨迹规划算法，根据血管路径推断外部驱动磁铁的位置、轨迹以及推进器速度，进而实现自主控制。
实验表明，根据已知的血管路径，通过磁场控制，导丝在血管模型内从穿刺点经过4条不同路径分别到达大脑中动脉的4个目标位置，用时均小于2分钟。在血管造影影像的实时引导下，医生远程控制磁性导丝通过血管模型的右侧内颈动脉到达目标位置，用时约2分钟。
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