Vérrög-eltávolítás minirobotokkal

A Montreal székhelyű Concordia University kutatói olyan mesterséges intelligenciával támogatott technikát és robotikai platformot fejlesztettek ki, amely a jövőben biztonságosabbá, gyorsabbá és kevésbé invazívvá teheti az olyan beavatkozásokat, amelyek során az orvosoknak mélyen elhelyezkedő vérrögöket vagy más akadályokat kell eltávolítaniuk. A módszer alapját apró, puha, rugalmas robotok adják, amelyek képesek finoman manőverezni az emberi test bonyolult és érzékeny érhálózatában. Ezek a robotok biokompatibilis, gumiszerű kompozitból készülnek, amely fémes mikrorészecskéket tartalmaz, így külső mágneses mezőkkel vezethetők.

A kutatók szerint ez a megközelítés jelentős előrelépést jelenthet a jelenlegi katéteres eljárásokhoz képest, mivel a puha, mágnesesen irányított robotok csökkenthetik az érfal sérülésének vagy átfúródásának kockázatát. A robotokat hagyományos katéterek vagy sebészeti vezetődrótok végére rögzítik, így az orvosok a mágneses irányítás segítségével pontosan a vérrög vagy más elzáródás helyére tudják vezetni őket, majd a beavatkozás után biztonságosan visszahúzhatják.

A rendszer akár 77%-kal is képes volt csökkenteni a pályaelhagyást a hagyományos módszerekhez képest, miközben az irányítás az eddigieknél kevesebb erőfeszítést igényelt. Az eredményeket a Smart Materials and Structures folyóirat közölte.

A milliméter mérettartományú robotot egy hat tengelyes robotkarra szerelt, erős állandó mágnes vezérli. A mágnes helyzetének és dőlésszögének finom változtatásával a kutatók pontosan szabályozni tudják a robot hajlását és mozgását. A rendszer egyik újdonsága, hogy folyamatosan méri a robot pozícióját, ellentétben sok korábbi mágneses robotikai megoldással, amelyek nagyméretű elektromágneseket és egyszerű, nyílt hurkú vezérlést alkalmaztak.

A kutatócsoport fejlett modellt dolgozott ki, amely analitikus módszereket és mélytanulási algoritmusokat kombinálva képes előre jelezni, hogyan viselkedik a robot különböző mágneses erők, gravitációs hatások és folyadékáramlási viszonyok között – vagyis olyan környezetben, amely az emberi testben is jellemző. Emellett egy másik mélytanuló modellt is betanítottak, amely nagy sebességű kameraképek alapján képes felismerni a robot alakját és csúcsának helyzetét, így valós idejű visszacsatolást biztosít a zárt hurkú vezérléshez.

A rendszert olyan in vitro kísérletekben tesztelték, amelyekben a valós sebészeti körülményeket utánozták. Átlátszó, folyadékkal töltött csatornákat hoztak létre, amelyek az érrendszer működését modellezték. A robot a különböző mágneses és áramlási viszonyok között is pontosan követte a kijelölt pályákat, és stabilan működött még akkor is, amikor a folyadékáramlás zavaró hatásokat keltett. A vizsgálatok igazolták, hogy a robot nagy pontossággal képes navigálni a véráramlást utánzó környezetben is.

A kutatók szerint ez a fejlesztés egy olyan multidiszciplináris együttműködés eredménye, amely ötvözi az anyagtudományt, a robotikát, a számítógépes és kísérleti mechanikát, valamint a mesterséges intelligenciát. A fejlesztés hosszú távon új lehetőségeket nyithat a minimálisan invazív ideg- és érsebészeti beavatkozások területén.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Magnet-guided soft robots could lead to safer treatment of life-threatening blood clots

Robotic-assisted tracking control of magnetoactive soft continuum robots in magnetic gradients

Irodalmi hivatkozás:

Alireza Moezi et al, Robotic-assisted tracking control of magnetoactive soft continuum robots in magnetic gradients, Smart Materials and Structures (2026). DOI: 10.1088/1361-665x/ae2708