研究人员将范式转换技术引入内窥镜手术

2022年1月4日整理发布：国际和范德比尔特大学的研究人员之间的合作正在帮助更新的尝试和真正的医疗技术，为21日的世纪。智能和自主磁性柔性内窥镜的开发有望使结肠镜检查更安全、更少痛苦、更广泛可用且更便宜。

《NatureMachineIntelligence》杂志发表了题为“通过智能和自主磁操作实现结肠镜检查的未来”的文章。

尽管和欧洲每年进行数以千万计的结肠镜检查——并且该手术在检测早期结直肠癌、结肠炎和克罗恩病方面取得了有据可查的成功——但在50多年来，这种不舒服和复杂的手术并没有得到太大改善。患者担心有关的疼痛和镇静伴随的过程，只有一小数量的医生进行广泛的培训，学习如何正确操作的复杂和不符合人体工程学的结肠镜检查系统小号。

基思Obstein，医药和机械工程系的副教授，和彼得Valdastri，机械工程和机器人学和英国利兹大学自治系统当前的椅子前范德比尔特助理教授，已经花费了十多年与各研究生和博士后研究人员开发荷兰国际集团的MFE.

研究人员确定，重新设计系统的最佳方法是创建一种机制，使用磁铁将内窥镜拉到目标位置，而不是将其推到目标位置。Obstein解释说，通过在设备前端添加一个内部磁铁-也是摄像头和治疗通道的位置-以及连接到身体外部机械臂的磁铁，内窥镜的操作精度可以达到5毫米和六度实时。

在一系列的实验中，他们确定这两个新手和有经验的操作者可以进行半自动nomous导航结肠镜检查，其中运营商和机器人程序一起工作，efficiently与小挫折。

“这项工作为我们如何思考复杂医疗程序的教学和可及性开辟了新的范式，超越了结肠镜检查。随着自主和智能医疗设备的部署，这项工作对操作员来说变得更加安全，并且更加以患者为中心，”Valdastri说。它还有望增加早期癌症治疗的可用性。

与自治级别相关的控制层的示意图概述。在第一层，没有自主权，用户手动控制机器人末端执行器在5个自由度(DOF)中尝试操纵MFE。在第二层，用户控制内窥镜，系统通过考虑定位信息和磁场相互作用来执行机器人的适当运动。在第三层，用户可以独立控制内窥镜，自动检测和跟踪管腔。图片来源：范德比尔特大学

大部分工作是在范德比尔特外科和工程学院内进行的。“VISE在帮助协调临床医生和工程师之间的合作和持续参与方面发挥了重要作用。许多是彼得，我已经与我们的合作伙伴培养的关系是得益于研究所的创新和协作精神，”说Obstein，也是在教师子公司虎钳。

凭借超过24种出版物和四项发明专利申请至今，Obstein和Valdastri会比较的MFE在2021年通过人体试验对常规结肠镜检查程序。