無創機器人手術新進展 美國科學家開發新型隱形鑷子

編譯/Elisa

隨著科技越發達,外科醫師動手術能夠使用先進的機器人,精確動刀,不再讓病人留下大傷口,術後恢復也能加快。美國外科醫生學會的數據指出,近年外科手術使用機器人情形迅速增加,在2012年,只有1.8%的手術使用機器輔助,到了2018年,這數字增加到15.1%,顯示機器人手術在醫學領域上接受度和效用不斷提升。

科學家開發新型隱形鑷子,未來可用於無創機器人手術。圖取自 Interesting Engineering

聲學原理衍生非侵入手術技法

不過維吉尼亞州大學研究人員還想進一步挑戰極限,要開發一種非侵入性方式,不用動刀就能夠在體內移動細胞和藥物,為機器人手術再帶來新變革。科學家利用聲波能發射器(acoustic energy emitters),靠裡面經過特別訂做的透鏡,可以改變傳輸聲波(transmitted acoustic waves)的相位輪廓(phase profile),創造複雜的3D多尺度升渦場(acoustic vortex fields),形成一個聲學陷阱,精準操縱體內小物體。

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聲波形成「隱形鑷子」移動體內藥物

這個3D多尺度升渦場,就像中空的聚焦式超音波束(focused ultrasound beam),頻率為1 MHz,可以穿過頭骨。研究人員提到,遇到需要改變血流速度情形,特別是在靜脈內移動細胞和藥物時,這項聲學技術就像隱形鑷子,抓住奈米藥物(nanoengineered drugs)移動到目標位置。不過3D多尺度升渦場還能操縱其他危險化學試劑,或精準排列奈米材料,未來還能拓展應用到工程、生物學和化學等多項領域。

資料來源:Interesting Engineering

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