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内窥镜机器人代替医疗仪器检查病人肠道

来源: 时间:2020-08-26

来自美国科罗拉多州的先进医疗技术实验室的大学研发了名为Endoculus的内窥镜机器人,微小到可以进入病人的肠道,配备有个摄像头、LED灯、用于注入空气和水的管以及一个工具端口,该端口可以容纳内窥镜检查工具,例如镊子和军鼓来取回组织样本。机器人绕着四组胎面绕行,倾斜了一定角度,以更好地抵御肠道弯曲的壁。

 

 

之所以需要像Endoculus这样的机器人(或至少是个好主意),是因为试图将半刚性的内窥镜管塞入肠道的半软盘管并不总是很顺利。有时,内窥镜检查管的尖端可能会卡住,并且当插入更多的检查管时,会导致肠扩张,这会使病人感到痛苦,甚至可能会导致严重的内部伤害。解决此问题的一种方法是使用可吞咽的相机药丸,但是这些药丸并不能帮助您完成诸如采集组织样本的任务。像Endoculus这样的自走式系统可以降低风险,同时也可以使过程更快、更便宜。

 

 

研究人员表示,尽管Endoculus的宽度比传统的内窥镜大,但该设备将需要“在使用过程中保持最小的膨胀”,并且“不会对患者造成疼痛或伤害”。他们补充说,未来版本的机器人将“产生更小的占地面积”。

 

Endoculus带有四组胎面,它们倾斜成一定角度,以更好地抵御肠道弯曲的壁。胎面呈微柱状,或覆盖有小块,这有助于应对您所有的“湿滑结肠粘膜”。由于严格限制了设备的整体尺寸(只有3厘米宽和2.3厘米高),因此设计机器人特别棘手。为了塞满完全控制所需的两个电机,它们必须平行于胎面布置,从而导致相当复杂的3D打印蜗轮系统。为了使该机器人真正有用,它包括一个摄像头,LED灯,用于注入空气和水的管子以及一个工具口,该工具口可容纳内窥镜检查工具,例如镊子和军鼓来取回组织样本。

 

到目前为止,Endoculus已经在活猪里面度过了一段时间,尽管由于猪的肠比人的肠小,而且由于猪的肠显然以某种方式呈螺旋状,所以它不能走那么远。猪(和机器人)都没事。然后,(可能不同)一头猪提供了一些扩大到人肠道大小的肠,其中Endoculus的表现要好得多,并且能够以40 mm / s的速度拉速而不会造成任何损害。就个人而言,我不确定我是否希望机器人以比这更高的速度探索肠道。

 

Endoculus的下一步是增加自主权,这意味着要弄清楚如何使用机器人的机载摄像头和IMU进行定位和映射。然后当然必须要有人成为第一个直接体验Endoculus的人,除了研究团队在科罗拉多州,我不是我,我将完全自愿参加。抱歉!

 

来自科罗拉多大学的Gregory A. Formosa,J。Micah Prendergast,Steven A. Edmundowicz和Mark E. Rentschler撰写了题为 “ 基于优化优化的踩踏式机器人结肠结肠镜的设计和手术评估”的演讲,该演讲来自ICRA 2020 。

 

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