Бесконтактная игла
Исследователей давно привлекает идея малоразмерной хирургической иглы, которая может войти в тело через прокол в 1-2 мм, чтобы выполнить биопсию, ушить раны или доставить химиотерапию непосредственно в опухоли. Управляемый внешними магнитными силами без помощи проводов, человеческих или роботизированных рук, этот инструмент мог бы обеспечить более точную, безопасную и гораздо менее инвазивную хирургию. Но есть одна загвоздка: чтобы сделать манипуляции менее инвазивными, исследователи стремятся уменьшить магнитный инструмент, но по мере уменьшения размеров устройства ослабевает его реакция на магнитные силы, которые заставляют его двигаться. Поэтому основная задача заключается в создании магнитного мини-инструмента, который можно было бы перемещать с достаточной силой, чтобы проникать в ткани и выполнять ту работу, для которой он предназначен.
Аксель Кригер и группа инженеров из Университета Джона Хопкинса, Университета Мэриленда и Медицинского центра Дартмут-Хичкок нашли решение: полая хирургическая игла, внутри которой расположены магниты. При стимуляции внешними силами эти магниты скользят от одного конца иглы к другому, ударяясь о жесткую пластину и обеспечивая достаточную силу для проникновения в ткань. Устройство получило название «Импульсная игла для проникновения в ткань» (Pulse Actuated Collisions for Tissue-penetrating Needle).
Исследование группы впервые демонстрирует, что управляемые дистанционно магнитные иглы могут быть достаточно сильными для выполнения хирургических манипуляций. Кригер и его коллеги подсоединили нить шовного материала к игле и, управляя джойстиком, подключенным к компьютеру, наложили с помощью нее швы на роговицу кроличьего глаза. Известно, что роговица – это плотная структура, доступ к ней требует высоких проникающих сил от иглы. Данный эксперимент доказал, что магнитные иглы могут обладать достаточными силой и точностью для выполнения тонких операций с минимальной инвазивностью. Устройство также может использоваться для проведения биопсии и доставки химиотерапевтических препаратов непосредственно в опухоли.
В настоящее время группа работает над совершенствованием алгоритмов управления движением и оснащением методами визуализации, чтобы точно управлять устройством и сделать манипуляции более безопасными.
Статья O.Erin et al. Overcoming the Force Limitations of Magnetic Robotic Surgery: Magnetic Pulse Actuated Collisions for Tissue-Penetrating-Needle for Tetherless Interventions опубликована в журнале Advanced Intelligent Systems.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Johns Hopkins University: On tap: Less invasive, more precise surgery, performed by a magnetic needle.