Der Roboter, der die Lunge und den kleinsten Punkt der Bronchien erreicht

Ein Team von Wissenschaftlern der University of Leeds, England, hat einen Roboter mit Tentakeln entwickelt, der die Lunge erkunden und die kleinsten Spalten der Bronchien durchdringen kann.

Damit ist es möglich, Proben von Orten zu entnehmen, die heute praktisch unzugänglich sind, und auch Chemotherapien durchzuführen.

Es besteht kein Zweifel, dass das Aufkommen der Robotik im medizinischen Bereich in den letzten Jahren gute Neuigkeiten gebracht hat. Dies könnte einer von ihnen sein, obwohl es, wie die Autoren der Studie in einer Pressemitteilung erklären, mehrere Jahre dauern wird, bis sie in Krankenhäusern verfügbar wird.

In Wirklichkeit stehen einige experimentelle Phasen noch bevor. Bisher haben sie den Tentakelroboter nur in 3D-Zeichnungen des Bronchialbaums ausprobiert. Dann hoffen sie, es bei Leichen und von dort aus bei lebenden Patienten anwenden zu können.

Es ist wahr, dass noch viele Schritte zu unternehmen sind, aber nach den in Soft Robotics veröffentlichten Ergebnissen sind die bisherigen Ergebnisse positiv. In Zukunft werden Patienten mit Krebs und anderen Lungenerkrankungen dies zu schätzen wissen.

Der Zugang über die Lunge hinaus war nie einfach.

Heute verwenden Ärzte ein Gerät, das als Bronchoskop bezeichnet wird, um Lunge und Atemwege zu untersuchen. Es ist ein flexibler Schlauch mit einem Durchmesser von 3,5 bis 4 mm, der durch Nase und Mund eingeführt und auf die Bronchien gerichtet wird.

Das Problem ist, dass es aufgrund seiner Größe nur den höchsten Teil des Baumes erreichen kann, der die Bronchien bildet. Um in die engsten Winkel einzudringen, wird ein etwa 2 mm großer Katheter durch das Bronchoskop geführt.

Dies kann bereits in die dünnsten Zweige des Bronchialbaums eingebracht werden, ist aber von außen schwer zu handhaben. Vergiss nicht, dass dies eine Röhre ist, die sich in einem anderen Rohr befindet, das durch die Nase geführt wird. Das heißt, es lässt nicht viel Raum für Bewegung.

Der vom STORM Laboratory der University of Leeds entwickelte Farbroboter ist jedoch viel zugänglicher. Schließlich ist es ein unabhängiges Fahrzeug, das von außen durch einen Magneten gesteuert wird. Es ist nicht an einer Stütze außerhalb seines Körpers befestigt, sondern führt es mithilfe von Magnetismus an sein Ziel.

Der Roboter mit Tentakeln, die bis zu den kleinsten Stellen in der Lunge gelangen können

Der Tentakelroboter besteht aus einer Reihe miteinander verbundener Zylinder mit einem Durchmesser von jeweils 2 mm wie ein in ein Bronchoskop eingeführter Katheter. Insgesamt ist es 8 mm lang, aber dank des Elastomermaterials, aus dem es besteht, ist es sehr flexibel und weich, sodass jedes Segment praktisch unabhängig voneinander gelenkig werden kann.

Dieses Material wiederum ist mit einer kleinen Magnetschicht überzogen, die es ermöglicht, es von außen zu manipulieren. Tatsächlich ist der Roboter mit Tentakeln nicht der einzige Roboter im Raum, da Magnete, die am Roboterarm montiert sind, zur Führung verwendet werden. Dadurch kann das Gerät für jeden Patienten individuell geführt werden.

Zunächst wird eine Reihe von Bildgebungstests der Lunge und der Bronchien durchgeführt, um den genauen Zeitpunkt der Probenahme oder Verabreichung des Arzneimittels zu bestimmen. Mit diesen wichtigen Informationen werden die Magnete dann so programmiert, dass sie den Roboter auf langen Reisen führen.

Die Tests wurden mit Bronchialbäumen abgeschlossen, die aus anatomischen Daten in 3D gedruckt wurden. Man würde erwarten, dass bei Leichen die Ergebnisse auch gut wären. Wenn alles gut geht, werden in einigen Jahren mehr Patienten Zugang zu diesem Tentakelroboter in Kliniken und Krankenhäusern haben.

Künstliche Intelligenz und Roboter, verbündet mit Medizin

STORM Laboratories verfügt über viel Erfahrung in der Entwicklung von Geräten, die in den menschlichen Körper eingeführt werden. Eine seiner größten Errungenschaften war die Erfindung des kostengünstigen Endoskops, das in Ländern mit wenigen Ressourcen eine große Hilfe bei der Diagnose von Krankheiten sein könnte. Aber das ist nicht das einzige, was Technologie für die Medizin leisten kann.

Andererseits sind Algorithmen der künstlichen Intelligenz sehr nützlich für die Diagnose von Krankheiten. Deep Learning kann beispielsweise verwendet werden, um eine große Anzahl von Röntgenbildern zu analysieren und Läsionen zu finden, die mit Krankheiten in Verbindung gebracht werden können.

Und was ist mit den KI-Algorithmen, die Substanzen mit pharmakologischem Potenzial aus Millionen von Molekülen auswählen? Diese sind auch sehr nützlich, aber nur wenn sie in die richtigen Hände fallen.

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