微创机器人在活体大脑中植入了一种新的灵活、可操控的装置
伦敦帝国理工学院的科学家们首次成功地将一根生物引导导管插入动物的大脑。
早期的研究测试了新的植入物的交付和安全性导管在两只羊身上进行设计，以确定其在诊断和治疗脑部疾病方面的潜力。
如果证明该平台对人类的使用是有效和安全的，那么该平台可以简化和减少诊断和治疗大脑深层、脆弱的大脑深处疾病的相关风险。
它可以帮助外科医生更深入地观察大脑以诊断疾病，提供药物等治疗激光烧蚀更精确地定位肿瘤，更好地部署电极脑深部电刺激治疗帕金森症和癫痫等疾病。
帝国理工大学机械工程系的资深作者费迪南多·罗德里格斯·巴埃纳教授领导了欧洲的这项研究，他说:“大脑是一张脆弱而复杂的紧密包裹的网神经细胞每个人都有自己的角色。当疾病出现时，我们希望能够在这种微妙的环境中导航，精确地针对这些区域，而不伤害健康细胞。”
“我们新的精确、微创平台在现有技术的基础上进行了改进，如果被证明是安全有效的，可以提高我们安全有效地诊断和治疗人类疾病的能力。”
作为2020年神经外科增强交付生态系统(EDEN2020)项目的一部分，研究结果发表在《公共科学图书馆•综合》．
该平台改进了现有的微创或“锁眼”手术，即外科医生通过身体的小切口放置微型摄像机和导管。
它包括一个柔软、灵活的导管，以避免在进行治疗时损伤脑组织人工智能(人工智能)的机械臂，帮助外科医生引导导管穿过脑组织。
灵感来自于寄生黄蜂为了在树皮上偷偷地产卵，导管由四个相互连接的部分组成，它们相互滑动，以便灵活导航。
它连接到一个结合了人类输入和机器学习的机器人平台，仔细地引导导管到达疾病部位。然后，外科医生通过导管输送光纤，这样他们就可以通过操纵杆控制看到并操纵尖端沿脑组织移动。
人工智能平台从外科医生的输入和脑组织内的接触力中学习，以精确地引导导管。
相比于传统的“开放”外科技术在美国，新方法可能最终有助于减少组织损伤提高患者的康复时间和术后住院时间。
在对大脑进行微创手术时，外科医生使用深度穿透导管来诊断和治疗疾病。然而，目前使用的导管是刚性的，如果没有机器人导航工具的帮助，很难精确放置。导尿管的不灵活性，加上大脑复杂、微妙的结构，意味着导尿管很难精确放置，这给这类手术带来了风险。
为了测试他们的平台，研究人员在米兰大学兽医学院的两只活羊的大脑中放置了导管。羊被送给了缓解疼痛一周内每天24小时监测疼痛或痛苦的迹象，然后进行安乐死，这样研究人员就可以检查导管对大脑组织．
他们没有发现导管植入后疼痛、组织损伤或感染的迹象。
同样来自帝国理工学院机械工程系的首席作者Riccardo Secoli博士说:“我们的分析表明，我们安全地植入了这些新的导管，没有损伤、感染或痛苦。如果我们在人类身上取得同样有希望的结果，我们希望能在四年内在临床中看到这个平台。”
“我们的发现可能会对微创、机器人输送的脑部手术产生重大影响。我们希望它将有助于提高当前神经外科手术的安全性和有效性，在需要精确部署治疗和诊断系统的情况下，例如在局部基因治疗的情况下。”
来自米兰大学的Lorenzo Bello教授是这项研究的合著者，他说:“目前MIS的一个关键限制是，如果你想通过头骨上的一个钻孔到达一个较深的部位，你会被限制在直线轨迹上。刚性导管的局限性在于它在大脑移动组织中的准确性，以及它可能引起的组织变形。我们现在发现，我们的导尿管可以克服这些限制。”
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