ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดได้สร้างอุปกรณ์ไมโครโรโบติกที่เป็นนวัตกรรมใหม่ซึ่งสามารถบังคับลำแสงเลเซอร์ด้วยความเร็วสูงและเคลื่อนที่ได้หลากหลาย ซึ่งอาจช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยที่สุดได้อย่างมีนัยสำคัญ บทความสรุปผลการวิจัยซึ่งตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ในวารสารScience Roboticsอธิบายว่าอุปกรณ์ opto-electro-mechanical
ขั้นสูงซึ่งประกอบด้วย microrobot ที่ควบคุม
ด้วยเลเซอร์ภายในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็กสามารถรวมเข้ากับเครื่องมือผ่าตัดส่องกล้องที่มีอยู่ได้อย่างไร ให้ข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเทคโนโลยีการเล็งด้วยเลเซอร์ที่ค่อนข้างเทอะทะที่มีอยู่ในปัจจุบัน ในฐานะผู้เขียนนำ Peter York จากWyss Institute for Biologically Inspired Engineering ของ Harvard University และHarvard Microrobotics Labอธิบายว่า เขาและเพื่อนร่วมงานเริ่มสนใจการใช้เลเซอร์สำหรับการผ่าตัดที่มีการบุกรุกน้อยที่สุด เมื่อพวกเขาได้เรียนรู้วิธีการใช้เลเซอร์สำหรับการผ่าตัดโพลิปพับเสียง ในขั้นตอนที่เรียกว่าการผ่าตัดเล็กด้วยเลเซอร์ transoral ในระหว่างขั้นตอนนี้ ความแม่นยำของเลเซอร์ช่วยให้ศัลยแพทย์ทำการผ่าที่ละเอียดมากเพื่อรักษาเนื้อเยื่อที่แข็งแรงและฟื้นฟูการทำงานของเสียง
ทีมงานของฮาร์วาร์ดจึงเริ่มตรวจสอบว่าความแม่นยำของขั้นตอนดังกล่าวสามารถนำไปใช้กับการผ่าตัดอื่นๆ เช่น ส่องกล้องและระบบทางเดินอาหารได้อย่างไร จากนั้นพวกเขาก็ทำสิ่งที่ยอร์กอธิบายว่าเป็นการค้นพบที่ “โชคร้าย” ที่เลเซอร์ที่ใช้สำหรับการตัดแกนเสียงนั้นมีความเฉพาะทางอย่างมากสำหรับขั้นตอนนั้นเพียงอย่างเดียว และถูกควบคุมโดยกระจกด้านนอกร่างกายของผู้ป่วยและเล็งผ่านทางเดินหายใจลงไปถึงร่องเสียง
เครื่องมือพวงมาลัยเลเซอร์ไมโครหุ่นยนต์
เครื่องมือบังคับเลี้ยวด้วยเลเซอร์แบบไมโครโรโบติก (มารยาท: Peter York/มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด)
“อย่างไรก็ตาม เราตระหนักว่าองค์ประกอบการบังคับเลี้ยวด้วยเลเซอร์สามารถย่อให้เล็กลงได้โดยใช้เครื่องมือและเทคนิคที่เราพัฒนาขึ้นใน Wood Lab ที่ Harvard” เขากล่าว “แนวคิดคือการใส่ส่วนประกอบบังคับเลี้ยวด้วยเลเซอร์บนปลายเครื่องมือผ่าตัด เช่น กล้องส่องกล้องตรวจลำไส้ใหญ่และกล้องส่องกล้องแบบยืดหยุ่น โดยมีเป้าหมายสูงสุดในการให้คุณภาพการกรีดที่ดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับเลเซอร์แบบคงที่ แบบใช้ไฟฟ้า และเครื่องมือผ่าตัดแบบเย็น”
York อธิบายว่าประโยชน์หลักของแนวทางนี้คือความคล่องแคล่วเพิ่มเติม – ความสามารถในการทำมุมเลเซอร์และการควบคุมด้วยหุ่นยนต์ – ความสามารถในการเคลื่อนเลเซอร์ด้วยความเร็วและความแม่นยำที่มากกว่าที่เป็นไปได้ด้วยเครื่องมือพกพา
เทคโนโลยี MEMSอุปกรณ์ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 6 มม. และความยาว 16 มม. ประกอบด้วยกระจกสองบานที่ควบคุมโดยแอคทูเอเตอร์แบบเพียโซอิเล็กทริกที่ควบคุมตำแหน่งของเลเซอร์ เพื่อที่จะจัดการกับความท้าทายในการสร้างให้แน่ใจว่ามีการเคลื่อนไหวเพียงพอภายในอุปกรณ์ขนาดเล็กดังกล่าว ทีมงานได้ใช้กลไกขนาดเล็กที่สอดคล้องซึ่งเปลี่ยนการเคลื่อนที่เชิงเส้นของแอคทูเอเตอร์เป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนของกระจกในตัว
“กลไกที่เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้สร้างขึ้นโดยใช้วงจรพิมพ์ MEMS (ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก) ซึ่งช่วยให้สร้างขึ้นได้อย่างกะทัดรัด เป็นเทคโนโลยีการประดิษฐ์แบบเดียวกับที่ Microrobotics Lab ที่ Harvard ใช้เพื่อความก้าวหน้าอื่นๆ เช่น Harvard Robobee ” York กล่าว “อีกทางเลือกหนึ่งสำหรับแนวทางของเราคือ ตัวอย่างเช่น การใช้มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ได้ถูกทำให้เล็กพอที่จะย่อให้เล็กลงอย่างเหมาะสมสำหรับการใช้งานเหล่านี้”
ทีมงานกำลังมุ่งเน้นไปที่การปรับใช้ระบบในการตั้งค่า
ทางคลินิกและจัดการกับความท้าทายเพิ่มเติมเพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์มีความทนทานในสิ่งที่ York อธิบายว่าเป็น “สภาพแวดล้อมที่ยุ่งยากและ จำกัด ” ที่พบในร่างกายมนุษย์ “ยกตัวอย่างเช่น ระบบจะต้องทนทานต่อแรงภายนอก แรงสั่นสะเทือน และของเหลว สิ่งนี้ต้องการการห่อหุ้มและการตรวจสอบเพิ่มเติม” เขากล่าว
นักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ที่ใช้บังคับด้วยเลเซอร์สามารถกำหนดแผนที่และติดตามวิถีที่ซับซ้อนด้วยความเร็วสูงในช่วงกว้างและทำซ้ำการเคลื่อนไหวนี้ด้วยความแม่นยำสูง พวกเขายังติดอุปกรณ์เข้ากับปลายลำไส้ใหญ่และใช้เพื่อกำหนดเป้าหมายรอยโรคในแบบจำลองลำไส้ใหญ่เทียม พวงมาลัยเลเซอร์ แม้ว่าระบบจะได้รับการตรวจสอบโดยใช้เลเซอร์ชี้ตำแหน่งระดับผู้บริโภคเท่านั้น แต่ York เปิดเผยว่าขณะนี้ทีมกำลังทำงานเพื่อรวมอุปกรณ์กับประเภทของเลเซอร์กำลังสูงที่ใช้ในการผ่าตัด
“มีความท้าทายทางเทคนิคสองประการที่มาจากการใช้เลเซอร์ผ่าตัด: ประการแรก การจัดตำแหน่งของส่วนประกอบออปติคัลทั้งหมดมีความสำคัญมากกว่าเลเซอร์ระดับผู้บริโภค การจัดแนวไม่ตรงทำให้พลังงานถูกเทลงในอุปกรณ์แทนที่จะส่งผ่าน ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนวัยอันควร” เขากล่าว
“ประการที่สอง ภาระด้านความร้อน แม้ว่าการจัดตำแหน่งจะสมบูรณ์แบบ แต่ก็มีความสำคัญต่อการจัดการ พลังงานเลเซอร์ที่ไม่ได้ส่งผ่านอุปกรณ์เนื่องจากข้อจำกัดโดยธรรมชาติของวัสดุออปติคัลจะต้องถูกดูดซับเป็นความร้อน” ยอร์กกล่าวเสริม
Levy กล่าวว่าสมมติฐานของพวกเขาสามารถตรวจสอบได้โดยการดำเนินการสอบเทียบเครื่องตรวจจับ XENON อย่างละเอียด และเสริมว่ากลุ่มของเธอไม่ทราบว่าอาร์กอนอาจมาจากไหน ยิ่งไปกว่านั้น เธอเห็นด้วยว่าส่วนเกินที่สังเกตได้ควรได้รับการพิจารณาโดยการทดลองรอบใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่า “ถ้ามันเกิดจากอนุภาคใหม่ มันควรจะคาดการณ์ได้ด้วยเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่” เธอกล่าว “และสัญญาณควรมีความชัดเจน”
การศึกษายังพบว่าการรักษาด้วยโปรตอนลดขนาดสูงสุดที่เต้านมด้านขวา แม้ว่าผลลัพธ์จะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าปริมาณโปรตอนในผิวหนังสูงกว่าการรักษาด้วยโฟตอนเล็กน้อย แม้ว่าความแตกต่างจะไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ก็แนะนำให้ระมัดระวังในเรื่องนี้
Credit : thebitteramericans.com theestgamerpro.com themutteringmuse.com theredhouseinteriors.com thetabascopost.com
