这是一款可转向的磁控线形机器人，能够在脑血管这样的狭隘空间自动滑行，重要的是，这种血管造影导丝具有在迂曲血管中强壮的穿越才干。
图 | 导丝软机器人游走在人类颅内动脉多发性动脉瘤硅胶模型中，导丝直径为 0.6 毫米。（来历：赵选贺）
能够幻想得到，将来医师能够长途操控这种机器人，辅以现有的血管医治手法来医治脑阻塞和病变。
8 月 29 日，这项来自麻省理工学院机械工程系副教授赵选贺（Xuanhe Zhao）团队的研讨宣布在《科学机器人》（Science Robotics）。
问题的要害在导丝
中风即脑卒中，是我国人的头号杀手。来自我国疾病防备操控中心的数据触目惊心，我国现有中风患者 7000 万人，每年新发中风 200 万人，每 12 秒就有一个我国人发作中风。
医学界以为，假如能在发病后 90 分钟内进行医治，患者的生存率会得到显着添加。那么，假如能规划出在这个黄金时段内阻止血管阻塞的设备，就有或许防止脑安排的永久性损害。
现在，医院遍及选用的血管介入医治需求技能娴熟医师进行操作。这是一种微创医治办法，仅需求在皮肤上开几毫米巨细的切断，在腿部或腹股沟自动脉处刺进导管和导丝，意图是让导管经过即可，之后医师在X射线造影引导下，经过导管导丝行进或旋转，待导管带着的支架抵达病灶部位开释后，再撤回导管导丝。
这个进程有不少问题。其一，人体血管曲折且分支较多，尤其是脑血管愈加细微杂乱，长期的手术进程中简单呈现手术操作失误。其二，医师手术时往往穿厚重的防辐射铅衣，这加剧了医师的担负，且这种防辐射的办法不能确保医师完全防止辐射。其三，微创手术十分检测医师的操作水平，能娴熟操作手术的医师数量远远少于病患所需。在偏僻城市或农村地区，这种现象尤为杰出。
现在已经有多种手术机器人研讨旨在战胜上述妨碍。这些机器人运用磁导航、回忆合金、钢丝绳子、液压来操控导丝速度和方向。但是这些机器人都遇到小型化应战，现在最先进的线形机器人更多用于心脏和外周血管干涉，但无法用到血管更细微、更曲折的神经外科。
赵选贺团队期望规划一款长途操控的微型导丝机器人，能够巡航杂乱细小血管网络，也削减医师遭到的辐射。
磁控软体机器人来牵线搭桥
视频 | 磁控软体机器人游走在人类颅内动脉多发性动脉瘤硅胶模型中，防止了触摸血管内壁，导丝直径为 0.6 毫米。（来历：Science Robotics）
视频 | 水凝胶皮肤的软体机器人与现在的商业导丝在模型中的运用比照。（来历：Science Robotics）
赵选贺团队这款导丝称为铁磁软机器人。它由磁性软资料构成，其间磁化或可磁化的微粒均匀分布在软质聚合物基质中，那么这就能够经过打印或注塑得以完结亚毫米的小型化制作。一起，运用外部磁场能够准确操控这款软机器人，让它在血管内曲折匍匐。
为了战胜软机器人在血管中穿越遇到的冲突力，研讨人员让只要 10 微米到 25 微米厚度的水凝胶皮肤生长在机器人外表，因其是水合交联聚合物，可有用下降外表冲突。研讨人员在血管模型中试验发现，机器人的水凝胶涂层能够让导丝具有润滑特点，能够在紧凑的血管内滑行而不会卡住。相比之下，现有的手动导丝行进中在血管壁上有显着的拖行和冲突，在分叉处需求手动导向，其行进速度比磁控软体机器人慢许多，并且不简单抵达杂乱的细小血管分叉。
现在这个软体机器人已经在人体脑血管的硅胶模型上得到验证，研讨人员运用一块大磁铁，让导丝牵线搭桥般准确抵达了病灶区域。
图 | 激光磁控软体机器人游走在人类颅内动脉多发性动脉瘤硅胶模型中，能够消除血栓，导丝直径为 0.5 毫米。（来历：赵选贺）
机器人导丝能够被赋予更多功用，比方投递药物或用激光损坏掉血凝块。研讨人员能够用光纤替换掉镍钛合金核芯，这样机器人还能够用激光来处理阻塞血栓。
这个研讨也是赵选贺团队曩昔几年研讨的集成。他们发明晰水凝胶资料和磁控资料。前者是一种生物相容性资料，后者能够规划用来匍匐、跳动和抓取的 3D 打印磁力驱动资料。他们正是将两者结合创造出这款机器人导丝。
由于机器人导丝无需外科医师手工操作，也就意味着医师不用接近患者和辐射设备，这就削减了医师遭受的辐射。
专访赵选贺：导丝机器人比传统导丝巡航速度快几倍
DeepTech：外部磁场是怎么施加的，是直接加上一块大磁铁吗？假如只是加一块磁铁，导丝速度和方向的准确操控是怎么完结的呢？
赵选贺：在这次报导的作业中是经过一块磁铁操控导丝机器人的。依据咱们对机器人的规划（例如轴向磁极化等）和对机器人在磁场下形变的了解，即运用一块磁铁也能够到达比较精准的操控。别的，现在已经有商业化的医疗磁场发作设备。在今后的作业中咱们会引进这些设备，更准确地操控磁场。
DeepTech：咱们了解的机器人大都是计算机操控，那么这个线形机器人之所以被称为机器人，只是是由于磁场操控吗？
赵选贺：现在的机器人大多是经过计算机操控的，并且大多是由坚固的零件构成的。而咱们这个作业代表一个新式的范畴：软体机器人，特别是软体机器人在医疗中的使用。在本作业中，咱们展现了导丝软体机器人能够在外加磁场的操控下，巡航杂乱神经血管网络。在未来作业中，咱们会引进计算机更准确地调控磁场，来操控导丝软体机器人完结各种作业。
DeepTech：这个研讨的打破在于两方面，由于磁性原料能够打印或注塑，那么亚毫米小型化就能完结；别的水凝胶外表让机器人在血管里的冲突力大大削减。不知这个了解是否准确？
赵选贺：这个总结很好。这个作业关于软体机器人范畴是一个打破，由于：a. 磁控完结了无绳驱动；b. 打印或注塑一体成型，完结了微型化；c. 供给了软体机器人的精准模型，便于准确规划和操控。
别的，关于在人体内的使用，机器人上的水凝胶皮肤下降了冲突系数十倍以上。这是软体机器人在医疗使用上的一个打破。
DeepTech：我看了视频资料，有两个疑问：其一，铁磁软机器人在血管内的穿行速度显着快于对照组，那么能不能估量关于一般导丝手术的时刻能减缩多少？其二，冲突力的削减有没有定量的数据呢？
赵选贺：传统J形导丝的巡航需求医师扭转导丝到达适宜的视点。在巡航进程中，J形顶级在血管中拖动，并且有时需求从患者身体中取出导丝，改动J形的半径，才干巡航到病灶。咱们的软体导丝机器人，顶级在不加磁场时是直的；在需求曲折时，外加磁场，能够快速在血管中巡航。假如考虑有时需求把静态导丝取出从头巡航， 导丝机器人或许比静态导丝巡航速度快几倍。在未来作业中，咱们会依据具体任务做定量的测验。
至于摩檫力，咱们有定量丈量，水凝胶皮肤下降摩檫力 10 倍以上。
DeepTech：这个研讨是在你们此前研讨的基础上发展出来的，比方水凝胶的研讨和磁控资料研讨，那么能不能扼要介绍一下这个承继沿用的研讨进程与思路？一起，咱们也很想知道，你们下一步会研讨会在哪些方面持续？
赵选贺：咱们组的研讨基本上都是先做基础研讨，建立技能渠道，然后在渠道上找对社会最有影响力的作业。中风是我国人现在逝世的头号诱因，而中风假如得到及时救治是或许反转的。但是微创手术十分检测医师的操作水平，能娴熟操作手术的医师数量远远少于病患所需。在偏僻城市或农村地区，这种现象尤为杰出。咱们觉得长途操控微创手术机器人，是一个有影响力的方向。
赵选贺简介
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参阅：
https://www.eurekalert.org/emb_releases/2019-08/miot-rti082619.php
https://robotics.sciencemag.org/content/4/33/eaax7329
重视 DeepTech
发现改动国际的新式科技
（微信号:deeptechchina)
