Coöperatieve TrainBots tonen veelbelovend potentieel voor toekomstige medische procedures

Een team van innovatieve onderzoekers van het German Cancer Research Center (DKFZ) heeft een nieuw type mini‑robot geïntroduceerd genaamd TrainBots die medische procedures en meer kan verbeteren. Deze nieuwe eenheden kunnen taken uitvoeren zoals verbinding maken met andere bots en complexe lichaamskanalen navigeren, zoals die in uw darm. Hier is wat u moet weten over TrainBots en hoe ze op een dag het leven van miljoenen kunnen verbeteren.

Mini‑robots in de gezondheidszorg

Mini‑robots blijven hun plaats vinden in de gezondheidszorg. Deze apparaten worden nu gebruikt voor diagnose, behandeling en meer. Mini‑robots worden gekenmerkt door hun kleine formaat, meestal variërend van een nanometer tot een centimeter. Opmerkelijk is dat deze apparaten veel voordelen bieden voor zorgprofessionals. Zo kunnen ze moeilijk bereikbare gebieden benaderen en een cruciale rol spelen in veel nieuwe niet‑invasieve chirurgische procedures. Hierdoor is er een sterke vraag naar deze diensten op de markt. Echter, deze kleine robots hebben op veel manieren beperkingen.

Problemen met mini‑robots vandaag

Een van de belangrijkste problemen rond mini‑robots in de gezondheidszorg is dezelfde reden waarom ze in veel scenario’s uitstekend zijn: hun kleine formaat. De uiterst minuscule aard van deze robotica betekent dat ze niet kunnen bewegen of iets dragen dat veel kracht vereist. Bijvoorbeeld, het zou onmogelijk zijn voor een enkele mini‑robot om een lange en dunne katheter te plaatsen of zacht weefsel te resetten en een structuur te openen. Beide taken vereisen veel meer kracht om de instrumenten op hun plaats te krijgen, aangezien ze variëren van 2–13 mm in diameter en meer dan een halve meter lang kunnen zijn.
Bovendien is het erg glad binnenin het menselijk lichaam. Organen zijn bedekt met zacht biologisch weefsel. In combinatie met de complexe navigatie die nodig is, is het duidelijk waarom een sterkere, meer capabele niet‑invasieve alternatieve methode de voorkeur heeft boven de huidige methode waarbij kleine camera’s en een handmatige professional de behandelingen begeleiden.

TrainBots kunnen dit scenario veranderen

Het concept van een TrainBot, een mini‑robot met de mogelijkheid om met andere apparaten te verbinden, zou volgens een recent onderzoek het antwoord kunnen zijn. Deze speciaal gebouwde micro‑robotica zijn ontworpen om de afstanden in het menselijk lichaam nauwkeurig en met minimale inspanning te navigeren. Als onderdeel van deze strategie hebben DKFZ‑onderzoekers de huidige nanorobotica‑normen aanzienlijk verbeterd.

TrainBots krijgen nieuwe poten

Een van de grootste upgrades van het mini‑robotplatform is een verbeterde grip. De onderzoekers realiseerden zich dat een van de belangrijkste problemen een gebrek aan grijpkracht is, waardoor kleine robotica kunnen wegglijden, wat leidt tot een overmatig energieverbruik voor minimale beweging. Om dit probleem te verbeteren, heeft het team stekelige uitsteeksels toegevoegd.
Deze uitstekende knooppunten helpen het contact over het oppervlak van lichaamsuitsteeksels te verdelen. Bovendien zijn het ontwerp en de hoek van elke voet geoptimaliseerd om de aandrijf‑ en actuatiekrachten te verbeteren, waardoor TrainBots efficiënter en met minder inspanning kunnen bewegen.

Draadloze besturing voor TrainBots

Een ander cruciaal aspect van het onderzoek is het besturingssysteem. De kleine robotica maken gebruik van een permanente magnetische opstelling die hen draadloos laat besturen door zorgprofessionals. Specifiek maakt een roterend magnetisch veld het mogelijk dat TrainBots met elkaar verbinden en synchroon bewegen, waardoor de aandrijfkracht aanzienlijk verbetert en chirurgen essentiële aspecten zoals snelheid en rotatie kunnen regelen.

Verbonden

Het meest indrukwekkende aspect van deze kleine machines is hun vermogen om te koppelen en zich te verbinden tot een grotere robot met meer kracht. Deze apparaten kunnen samenwerken om waardevolle diensten te leveren wanneer dat nodig is. Bijvoorbeeld, verschillende individuele robotica kunnen worden gekoppeld om voldoende kracht te genereren om een endoscopisch instrument te transporteren. Het convoi levert de benodigde actuatiekrachten zodat zorgprofessionals het kunnen gebruiken voor nauwkeurige chirurgische procedures.

Testen van TrainBots

Het testen van het TrainBot-concept omvatte een gesimuleerde chirurgische procedure. Het proces gebruikte varkensorganen, die functioneren in een omgeving die vergelijkbaar is met het menselijk lichaam. Het varkensorgaan vertoonde tekenen van galwegobstructie, een veelvoorkomende aandoening bij mensen.

TrainBots gebruiken om het risico op galwegkanker te verminderen

Galwegobstructies ontstaan in de loop van de tijd bij getroffen personen, wat kan leiden tot galophoping en ernstige ziekten, waaronder kanker. De huidige methode om deze veelvoorkomende aandoening te behandelen is dat zorgprofessionals een camera via de mond inbrengen en deze handmatig door de dunne darm navigeren om de plaats van de blokkade te bepalen.
Met behulp van TrainBots konden onderzoekers de blokkade met minimale inspanning verwijderen. Het proces begon met het verbinden van drie TrainBots om voldoende trekkracht te genereren om een 25 cm lange draad-elektrode door de dunne darm van het varken te trekken. Opmerkelijk was dat de buis 3,5 maal zo zwaar was als de TrainBots.

Resultaten van TrainBots

De TrainBots leverden hun lading succesvol op de juiste plaats af. Zodra de punt van de draad correct naast de galophoping was gepositioneerd, pasten de onderzoekers een kleine elektrische lading toe om de blokkade af te breken en de darmweg vrij te maken. Dit proces wordt elektrocauterisatie genoemd en is slechts één van de vele procedures die TrainBots moeten verbeteren.

Voordelen die TrainBots op de markt brengen

Het concept van kleine robotica die zorgprofessionals kunnen helpen complexe procedures met meer precisie uit te voeren, wordt door velen in de industrie gevierd. Elk jaar hebben miljoenen mensen experts nodig om obstructies te verlichten en een tunnel te openen voor vloeistofafvoer en medicijnafgifte. Al deze processen zullen dankzij deze doorbraken betaalbaarder, veiliger en toegankelijker worden.

Stekels – een goede toevoeging

De testresultaten toonden aan dat de verbeterde robotpoten de prestaties met 3× verhoogden en de apparaten hielpen efficiënter door kleine en beperkende kanalen te navigeren. Deze studie toont aan waarom TrainBots de ideale oplossing kunnen zijn voor intestinale en andere aandoeningen die vereisen dat zorgexperts instrumenten door het lichaam manoeuvreren vóór gebruik.

Makkelijker complexe operaties uitvoeren

Het belangrijkste voordeel is dat TrainBots veel complexe procedures veel gemakkelijker zullen maken, waardoor het risico op patiëntletsel wordt verminderd. Deze aandrijvingen bieden een betrouwbare manier om endoscopische microschirurgie te verbeteren zonder de risicofactoren voor patiënten of de kosten te verhogen. De apparaten zijn in staat lange en delicate ladingen efficiënt door doolhofachtige omgevingen te transporteren.

Meer traceerbaarheid

Robotsystemen bieden betere traceerbaarheid met realtime informatie en een geschiedenis die in één oogopslag beschikbaar is. Deze apparaten zullen niet moe worden van het uitvoeren van te veel procedures of menselijke fouten maken omdat ze zich zorgen maken over andere dagelijkse taken. Daardoor bieden ze een kijkje in een nauwkeuriger en effectiever gezondheidszorgsysteem voor de toekomst.

Praktische toepassingen voor TrainBots

Er zijn eindeloze toepassingen voor deze kleine apparaten. Het hebben van nauwkeurige en effectieve manieren om de noodzaak van invasieve operaties te verminderen, is een groot voordeel. Echter, TrainBots zijn niet beperkt tot gerichte medicijnafgifte, sensortaken of chirurgische procedures. Deze apparaten zouden op een dag in verschillende sectoren kunnen opereren, waar ze kunnen helpen bij het onderhouden van moeilijk bereikbare pijpleidingen en andere vitale infrastructuur.

Onderzoekers

Onderzoekers onder leiding van Tian Qiu en Moonkwang Jeong, van het German Cancer Research Center (DKFZ), leidden het project en de tests. Hun doel was dieper in te gaan op de voordelen van het gebruik van TrainBots voor endoscopische chirurgische procedures. Na hun uitstekende resultaten wil het team hun onderzoek uitbreiden naar andere medische procedures in de hoop op een dag het leven van patiënten te verbeteren.

Bedrijf dat vooroploopt in de robotica

Verschillende bedrijven hebben gezondheidszorgrobotica tot hun belangrijkste aanbod gemaakt. Deze bedrijven zien de voordelen die deze apparaten bieden en hoe ze een veiliger en kostenefficiënter zorgsysteem voor iedereen kunnen creëren. Momenteel neemt het gebruik van robotica in de gezondheidszorg exponentieel toe. Hier is een bedrijf dat heeft bijgedragen aan de adoptie van deze next‑gen technologieën en gepositioneerd is voor verder succes.

1. Intuitive Surgical

Intuitive Surgical is sinds de lancering in 1995 een belangrijke speler op het gebied van medische robotica en heeft zijn hoofdkantoor in Californië. In 2000 introduceerde het bedrijf zijn eerste grote product, de da Vinci chirurgische assistent. Deze robot helpt de precisie tijdens chirurgische procedures te verbeteren en heeft bijgedragen aan een vermindering van hersteltijd en verwondingen voor gebruikers. Daardoor is het een van de populairste opties die vandaag door chirurgen wordt gebruikt.

(ISRG )

Intuitive Surgical heeft een marktkapitalisatie van meer dan $115,8 miljard en analisten voorspellen toekomstige groei dankzij het unieke bedrijfsmodel van het bedrijf. Opmerkelijk is dat elk van deze chirurgische assistentie‑apparaten voortdurende ondersteuningsdiensten, verkoop en meer vereist, wat jaarlijks bijdraagt aan de groeiende omzet van het bedrijf. Voorlopig is ISRG een sterke aandelen met uitstekend groeipotentieel naast de markt voor zorgrobotica.

Hoe lang duurt het nog tot volledige robotchirurgen?

Het is gemakkelijk zich een dag voor te stellen waarop u een ziekenhuis binnenloopt, in een stoel zit en robotica al uw behoeften afhandelt. Hoewel deze toekomst nog ver weg is, neemt het gebruik van robotica in de gezondheidszorg toe en zijn de voordelen onmiskenbaar. Daarom is het verstandig uw portefeuille hierop af te stemmen.
Leer meer over andere coole robotica Hier.