由來自蒙特婁的Gilles Soulez博士領導的加拿大研究人員發現了一種治療肝腫瘤的新方法,該方法使用磁共振成像(MRI)機器內磁鐵引導的微型機器人。
這些由氧化鐵奈米顆粒制成的微型機器人可以穿過人體的血管到達癌癥腫瘤部位。
然而,研究人員遇到了一個問題:重力比磁力強,這使得機器人很難到達身體更高處的腫瘤。
為了解決這個問題,研究人員開發了一種將磁力與重力相結合的演算法,使機器人更容易到達腫瘤部位。
「首先,使用人工智慧,我們需要透過檢測微型機器人在肝臟中的位置以及為腫瘤供血的肝動脈分支中阻塞的發生情況來最佳化微型機器人的即時導航,」Soulez說。
有希望的結果
研究人員認為,這種方法可以改善肝癌的治療,肝癌是導致全球許多人死亡的原因。
「這種綜合效應使微型機器人更容易到達為腫瘤提供營養的動脈分支,」他說。「透過改變磁場的方向,我們可以準確地將它們引導到要治療的部位,從而保護健康的細胞。
該團隊與其他科學家合作,創造了一種將機器人註射到體內並形成「粒子訓練」以提供治療的裝置。
研究人員對12頭豬進行了試驗,以復制人類患者身上發現的復雜情況。
研究結果很明確:微型機器人熟練地透過肝動脈的復雜網路進行操縱,精確地達到預期目標。
利用先進的技術,該團隊模擬了19名接受經動脈化療栓塞術的患者的微型機器人導航過程,共處理了30個肝臟腫瘤。
令人驚訝的是,該演算法的準確性超出了預期,在超過95%的病例中成功地將微型機器人引導到指定的腫瘤。
在商業化之前還有更多工作要做
這項研究發表在名為 Science Robotics的 科學期刊上,展示了一個新想法,可以對醫生治療肝癌的方式產生重大影響。
肝癌,尤其是一種稱為肝細胞癌的型別,每年導致大量死亡 - 全球約有700,000人。
目前,這種癌癥的主要治療方法涉及一個稱為經動脈化療栓塞術的復雜過程。這種治療需要高技能的醫生來做。
它涉及將化療藥物直接註入為肝腫瘤供血的動脈中。同時,稱為微導管的細管會阻止流向癌癥的血液,而 X 射線會引導這一切。
「我們的磁共振導航方法可以使用植入式導管來完成,就像化療中使用的導管一樣,」Soulez說。「另一個優點是腫瘤在MRI上比在X射線上更容易看到。
科學家還必須使用電腦程式來模擬血液流動方式、患者位置以及磁場的定向方式。
這將幫助他們了解這些東西如何影響微型機器人如何穿過身體到達腫瘤。透過這樣做,他們可以使方法更加準確。