新机器人可以帮助早期诊断乳腺癌

导读 这项机器人创新可以彻底改变女性监测乳房健康的方式,使她们能够在药房和健康中心等容易到达的地方获得安全的电子CBE,从而提供准确的结果...

这项机器人创新可以彻底改变女性监测乳房健康的方式,使她们能够在药房和健康中心等容易到达的地方获得安全的电子CBE,从而提供准确的结果。

在这些触觉医学检查中,精确度、可重复性和准确性至关重要,以确保患者获得良好的治疗结果。已经提出了一系列自动和半自动设备来帮助优化这项任务,特别是对于难以检测和难以到达的情况,例如在微创手术期间。

该研究团队由研究生和本科生研究人员组成,由布里斯托尔机器人实验室的AntoniaTzemanaki博士指导。主要作者乔治·詹金森(GeorgeJenkinson)解释说:“对于进行临床乳房检查(CBE)对人们的健康结果有何帮助,存在着相互矛盾的观点。

“人们普遍认为,如果执行得当,它可能是一种非常有用且低风险的诊断技术。

“已经有一些尝试使用技术来提高医疗保健专业人员通过机器人或电子设备物理触诊乳房组织来执行CBE的标准。但过去十年操纵和传感器技术的技术进步意味着我们现在能够更好地做到这一点。

“作为其中一部分,我们要回答的第一个问题是,是否可以证明专门的操纵器具有触诊真实乳房尺寸和形状所需的灵活性。”

该团队使用3D打印和其他计算机数控技术创建了机械手,并结合了实验室实验和对假(硅胶)乳房及其数字双胞胎的模拟实验,两者均以医学和外科模拟与建模中心的志愿者为模型伦敦帝国理工学院的研究小组。

模拟使团队能够执行数千次触诊并测试大量假设场景,例如计算同时使用两个、三个或四个传感器时的效率差异。在实验室中,他们能够在硅胶乳房迷你肝脏为药物发现重建真实环境

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发表于5天前

一个欧洲研究小组成功开发了一种新的、活的人类肝脏模型。对于治疗肝病的新药或常用药物的快速测试,这些结果尤其有希望。

3D组织培养平台由高分辨率3D打印微灌注水凝胶通道的大规模并行阵列实现,这些通道在功能上模仿人类肝脏的血管。该平台支持在生理相关细胞密度下长期培养几毫米尺寸的肝脏模型,这是其他方法难以实现的。

3D组织培养平台由高分辨率3D打印微灌注水凝胶通道的大规模并行阵列实现,这些通道在功能上模仿人类肝脏的血管。该平台支持在生理相关细胞密度下长期培养几毫米尺寸的肝脏模型,这是其他方法难以实现的。图片来源:DTU健康科技。

脂肪肝疾病在全球呈爆炸式增长,影响西方国家多达30%的人口。除了酒精之外,肥胖和糖尿病也是最主要的危险因素。

“人们非常关注是否可以采取任何措施来从医学上抑制脂肪肝疾病的爆发,”DTU健康技术学院的尼尔斯·本特·拉森(NielsBentLarsen)教授说道。

他的DTU健康技术团队与来自挪威、瑞典、德国和捷克共和国的同事一起开发了一项新技术,可以加快寻找抗肝病新药的进程。他们的研究结果刚刚发表在《ActaBiomaterialia》杂志上。

“为了有效地发现新药,你需要模型,并且你希望它们尽可能地模仿真实的东西——它的结构和功能。所以,我们在实验室所做的就是制造一个真正的迷你肝脏。基本上,我们3D打印一束人造血管,并将活肝细胞倒入它们之间。”

“因为这些人造血管的侧面非常靠近,我们可以为肝细胞提供与肝脏内部相同的条件。通过通过人造血管输送含有营养和氧气的液体,我们可以让它们作为融合的肝脏样组织运行数月,并保留肝功能。”

模型再现真实环境

人类肝脏由称为腺泡(acinus)的微小单位组成,这些单位具有执行不同功能并需要不同量的氧气和营养的区域。最接近血液供应的区域将获得最多的氧气,这支持能量的转换和血糖水平的调节,对于研究代谢疾病至关重要。

肝细胞消耗流经腺泡的血液中的氧气,因此距离血液供应最远的区域接收到的氧气要少得多。这是酶促过程的所在地,将来自小肠的毒素和药物转化为更安全的化合物,但有毒副产物也可以杀死肝细胞,导致永久性肝损伤。

目前的肝脏建模方法很容易很快失去其特征。此外,它们没有具有不同氧气水平和功能的区域,如果您想实际测试肝脏对不同药物的反应,则需要这些区域。

研究人员测试了常见止痛药扑热息痛如何影响不同氧气水平下的细胞,发现低氧区域的细胞对该药物更敏感。由于扑热息痛仅在该区域进行加工,因此它是一个很好的指标,表明您拥有可行的肝脏模型。

他们还观察了细胞产生的蛋白质,发现它们在区域之间的分布与人类肝脏腺泡的分布相匹配。

“据我所知,我们的模型是唯一一个能够仅通过肝细胞本身通过腺泡产生氧气和代谢物的自然逐渐变化来重建这种真实环境的模型。”

“我相信,我们已经能够制造出真实的活体组织,我们可以在3D环境中并在非常模仿真实肝脏的环境中对其进行监测和实验,这显示出了巨大的希望。这为我们提供了巨大的控制权,并使药物开发商能够显着加快他们的测试速度,”NielsBentLarsen说。上进行实验,以证明模拟是准确的,并通过实验发现真实设备的力。

乔治补充道:“我们希望这项研究能够促进和补充用于诊断乳腺癌的技术库,并生成大量与之相关的数据,这些数据可能有助于确定有助于诊断的大规模趋势。乳腺癌早期。

“一些医生提到的一个优点是,这可以提供一种低风险的方式来客观记录健康数据。例如,这可以用来更容易地比较连续的检查,或者如果患者被转介进行进一步检查,则可以作为发送给专家的信息包的一部分。”

下一步,团队将把从专业人士那里学到的CBE技术与人工智能相结合,为机械臂配备传感器,以确定整个系统在识别潜在癌症风险方面的有效性。

最终目标是,该设备和传感器将能够比仅通过人类触摸更准确、更深入地检测肿块。它还可以与其他现有技术相结合,例如超声检查。

“到目前为止,我们已经奠定了所有的基础,”乔治说。“我们已经证明,我们的机器人系统具有进行临床乳房检查所需的灵活性——我们希望将来这可以帮助早期诊断癌症。”