中國科學院深圳先進技術研究院智能仿生中心團隊和深圳大學附屬華南醫院神經外科團隊合作,提出了一種具有磁驅動主動轉向和自主推進能力的磁性介入導絲機器人系統。通過該系統,醫生可遠程操控磁性導絲在復雜的血管分叉處快速選擇正確路徑并到達目標部位,有效減少輻射暴露。研究提出的磁性導絲建模方法與軌跡規劃算法,為磁性導絲的自動控制奠定了基礎。8月31日,最新成果發表于《先進智能系統》。
血管介入手術是在醫學影像設備的導引下,利用導絲、導管等器械經血管途徑診療的技術。在介入醫療資源緊缺的地區,醫生需要在造影下觀察導絲位置,但長期累積的輻射有損健康。
對此,該團隊提出一種具有磁驅動主動轉向和自主推進能力的磁性介入導絲機器人系統。研究人員在醫用介入導絲尖端連接一段磁性水凝膠材料,使其具有磁響應能力,可在外部磁場驅動下靈活轉向,并通過影像系統反饋位置。此外,研究人員建立了可預測及重建導絲尖端非線性變形的連續體力學模型,并開發了軌跡規劃算法,根據血管路徑推斷外部驅動磁鐵的位置、軌跡以及推進器速度,進而實現自主控制。
實驗表明,根據已知的血管路徑,通過磁場控制,導絲在血管模型內從穿刺點經過4條不同路徑分別到達大腦中動脈的4個目標位置,用時均小于2分鐘。在血管造影影像的實時引導下,醫生遠程控制磁性導絲通過血管模型的右側內頸動脈到達目標位置,用時約2分鐘。








