微型磁性機器人可在人體內“虛擬活檢”

科技日報北京3月26日電 （記者張夢然）英國利茲大學工程師開發了一款創新性的微型磁性機器人。它能在人體內深處執行3D掃描進行“虛擬活檢”，並首次從胃腸道或腸道深處獲取了高分辨率3D超聲圖像，這標誌着早期癌症檢測技術的重大突破。相關研究成果26日發表在《科學·機器人學》雜誌上。

該機器人實現的“虛擬活檢”，無需侵入性操作即可獲得診斷數據，使得醫生能夠在單一程序中完成病變的檢測、分期乃至潛在治療。這一進展為多種癌症的診斷和治療帶來了革命性變化。

研究團隊採用一種名為oloid的3D幾何形狀賦予了磁性醫療機器人前所未有的運動範圍，包括滾動動作，這對於體內精確導航與成像是至關重要的。團隊將oloid形狀及其獨特的滾動能力整合到一種新型的磁性柔性內窺鏡中，並配備了一個小型高頻成像裝置，用於捕捉內部組織的詳細3D圖像。

這項技術首次讓科學家能夠重建來自腸道深處探針拍攝的3D超聲圖像，支持對結直腸癌進行原位組織分析與診斷，並立即得出結果。傳統方法需要1到3周才能得到實驗室結果，而新方法消除了診斷與治療之間的等待時間，不僅提高了患者的舒適度，還減少了重複手術的需求，減輕了患者對潛在癌症診斷結果的焦慮。

該成像設備包含一個28MHz的微超聲陣列，能夠對其掃描區域進行高分辨率3D重建，讓臨牀醫生可以生成類似於標準活檢產生的橫截面圖像。此外，高頻/分辨率超聲探頭讓用户能在微觀層面觀察特徵，直至組織層的細節。

該內窺鏡使用樹脂3D打印而成，直徑僅為21毫米，適用於結腸鏡檢查等實際臨牀應用。團隊已經在模擬的人體結腸、食道及胃結構上測試了此係統，並進一步在人工結腸模型以及豬身上進行了實驗，以符合醫療器械審批的監管要求。