THEPOWERGAME
Στην ιατρική του μέλλοντος, μικροσκοπικά ρομπότ θα πλοηγούνται ανεξάρτητα μέσα από ιστούς ή και ιατρικά όργανα και θα δείχνουν τη θέση τους μέσα στο σώμα κατά τη διάρκεια επέμβασης. Αυτά τα δύο απαιτούν από τους γιατρούς να είναι σε θέση να εντοπίζουν και να ελέγχουν τις συσκευές με ακρίβεια και σε πραγματικό χρόνο. Μέχρι τώρα, δεν υπήρχε κατάλληλη μέθοδος για αυτό. Επιστήμονες από το Γερμανικό Κέντρο Έρευνας Καρκίνου (DKFZ) περιέγραψαν τώρα μια μέθοδο σηματοδότησης που βασίζεται σε έναν ταλαντούμενο μαγνήτη που μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τέτοιες ιατρικές εφαρμογές. Η μελέτη δημοσιεύεται στο περιοδικό npj Robotics.
Αυτό που μέχρι πρόσφατα ακουγόταν σαν επιστημονική φαντασία βρίσκεται πια σε πολύ προχωρημένο στάδιο ανάπτυξης: Τα νανορομπότ που κινούνται ανεξάρτητα μέσα στο σώμα αναμένεται να μεταφέρουν φάρμακα, να λαμβάνουν μετρήσεις σε ιστούς ή να εκτελούν χειρουργικές επεμβάσεις. Έχουν ήδη αναπτυχθεί μαγνητικά νανορομπότ που πλοηγούνται μέσω του μυός, μέσω του υαλοειδούς σώματος του ματιού ή μέσω του συστήματος αιμοφόρων αγγείων. Ωστόσο, υπάρχει έλλειψη εξελιγμένων συστημάτων για την παρακολούθηση και τον έλεγχο των δραστηριοτήτων των ρομπότ βαθιά μέσα στο σώμα σε πραγματικό χρόνο.
Οι παραδοσιακές τεχνικές απεικόνισης είναι κατάλληλες σε περιορισμένο βαθμό. Η μαγνητική τομογραφία (MRI) είναι περιορισμένη σε χρονική ανάλυση, η υπολογιστική τομογραφία (CT) σχετίζεται με την έκθεση σε ακτινοβολία και η ισχυρή σκέδαση των ηχητικών κυμάτων περιορίζει την τοπική ανάλυση του υπερήχου.
Μια ομάδα με επικεφαλής τον Dr. Tian Qiu από τo DKFZ της Δρέσδης, έχει εφεύρει μια νέα μέθοδο για να λύσει αυτό το πρόβλημα. Η μικροσκοπική συσκευή που έχουν αναπτύξει βασίζεται σε έναν μαγνητικό ταλαντωτή (δηλαδή, έναν μηχανικά ταλαντούμενο μαγνήτη που βρίσκεται σε ένα περίβλημα μεγέθους χιλιοστού). Ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο μπορεί να διεγείρει τον μαγνήτη ώστε να δονείται μηχανικά.
Όταν η ταλάντωση υποχωρήσει ξανά, αυτό το σήμα μπορεί να καταγραφεί με μαγνητικούς αισθητήρες. Η βασική αρχή είναι συγκρίσιμη με τον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό στην μαγνητική τομογραφία. Οι ερευνητές αναφέρουν τη μέθοδο ως «Μαγνητοταλαντωτική εντόπιση μικρής κλίμακας» (SMOL).
Το SMOL επιτρέπει τον προσδιορισμό της θέσης και του προσανατολισμού της μικρής συσκευής σε μεγάλη απόσταση (πάνω από 10 cm), με μεγάλη ακρίβεια (λιγότερο από 1 mm) και σε πραγματικό χρόνο.
Σε αντίθεση με τις μεθόδους παρακολούθησης που βασίζονται σε στατικούς μαγνήτες, το SMOL μπορεί να ανιχνεύσει κινήσεις προς όλες τις κατευθύνσεις και με σημαντικά υψηλότερη ποιότητα σήματος.
Καθώς η συσκευή βασίζεται σε ασθενή μαγνητικά πεδία, είναι ακίνδυνη για το σώμα, ασύρματη και συμβατή με πολλές συμβατικές συσκευές και τεχνικές απεικόνισης.
«Υπάρχουν πολλές πιθανές εφαρμογές για τη μέθοδο SMOL», λέει ο Dr. Felix Fischer, πρώτος συγγραφέας της τρέχουσας έκθεσης. «Έχουμε ήδη ενσωματώσει το σύστημα σε μικροσκοπικά ρομπότ και όργανα για τη διενέργεια ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής.
Θα μπορούσε ακόμα και να γίνει συνδυασμός με ενδοσκόπια κάψουλας ή σήμανση ιστού όγκου για ακτινοθεραπεία ακριβείας. Η μέθοδός μας θα μπορούσε επίσης να προσφέρει ένα αποφασιστικό πλεονέκτημα για πλήρως αυτοματοποιημένες χειρουργικές ρομποτικές εφαρμογές».
«Το SMOL απαιτεί μόνο σχετικά απλό τεχνικό εξοπλισμό. Λόγω των διαστάσεων του στο εύρος χιλιοστών, ο ταλαντωτής μπορεί να ενσωματωθεί σε πολλά υπάρχοντα όργανα και υπάρχει ακόμα δυνατότητα περαιτέρω σμίκρυνσης. Χάρη στην ακριβή χωρική και χρονική του ανάλυση, η τεχνική μας έχει δυνατότητα να προωθήσει σημαντικά πολλές ιατρικές διαδικασίες του μέλλοντος», σχολίασε ο Dr. Qiu, ανώτερος συγγραφέας της τρέχουσας έκθεσης.
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
