研究人員將范式轉換技術引入內窺鏡手術

2022年1月4日整理發布：國際和范德比爾特大學的研究人員之間的合作正在幫助更新的嘗試和真正的醫療技術，為21日的世紀。智能和自主磁性柔性內窺鏡的開發有望使結腸鏡檢查更安全、更少痛苦、更廣泛可用且更便宜。

《NatureMachineIntelligence》雜志發表了題為“通過智能和自主磁操作實現結腸鏡檢查的未來”的文章。

盡管和歐洲每年進行數以千萬計的結腸鏡檢查——并且該手術在檢測早期結直腸癌、結腸炎和克羅恩病方面取得了有據可查的成功——但在50多年來，這種不舒服和復雜的手術并沒有得到太大改善。患者擔心有關的疼痛和鎮靜伴隨的過程，只有一小數量的醫生進行廣泛的培訓，學習如何正確操作的復雜和不符合人體工程學的結腸鏡檢查系統小號。

基思Obstein，醫藥和機械工程系的副教授，和彼得Valdastri，機械工程和機器人學和英國利茲大學自治系統當前的椅子前范德比爾特助理教授，已經花費了十多年與各研究生和博士后研究人員開發荷蘭國際集團的MFE.

研究人員確定，重新設計系統的最佳方法是創建一種機制，使用磁鐵將內窺鏡拉到目標位置，而不是將其推到目標位置。Obstein解釋說，通過在設備前端添加一個內部磁鐵-也是攝像頭和治療通道的位置-以及連接到身體外部機械臂的磁鐵，內窺鏡的操作精度可以達到5毫米和六度實時。

在一系列的實驗中，他們確定這兩個新手和有經驗的操作者可以進行半自動nomous導航結腸鏡檢查，其中運營商和機器人程序一起工作，efficiently與小挫折。

“這項工作為我們如何思考復雜醫療程序的教學和可及性開辟了新的范式，超越了結腸鏡檢查。隨著自主和智能醫療設備的部署，這項工作對操作員來說變得更加安全，并且更加以患者為中心，”Valdastri說。它還有望增加早期癌癥治療的可用性。

與自治級別相關的控制層的示意圖概述。在第一層，沒有自主權，用戶手動控制機器人末端執行器在5個自由度(DOF)中嘗試操縱MFE。在第二層，用戶控制內窺鏡，系統通過考慮定位信息和磁場相互作用來執行機器人的適當運動。在第三層，用戶可以獨立控制內窺鏡，自動檢測和跟蹤管腔。圖片來源：范德比爾特大學

大部分工作是在范德比爾特外科和工程學院內進行的。“VISE在幫助協調臨床醫生和工程師之間的合作和持續參與方面發揮了重要作用。許多是彼得，我已經與我們的合作伙伴培養的關系是得益于研究所的創新和協作精神，”說Obstein，也是在教師子公司虎鉗。

憑借超過24種出版物和四項發明專利申請至今，Obstein和Valdastri會比較的MFE在2021年通過人體試驗對常規結腸鏡檢查程序。