双模磁控血管内超声机器人

迂曲血管可成像

一体化的声磁尖端与柔软导管设计，使机器人兼具静态磁场下的可控弯曲导航与动态磁场下的无轴声束扫描能力，解决了传统IVUS导管在迂曲血管中难以操作的技术瓶颈。

Yang, Zhengxin · Lihao, Liu · Li, Xinze · Li, Jiaqi · 焦阳 · 崔崤峣

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2024

技术优势

能在分叉处主动转向

机器人在静态磁场下可控弯曲，使导管可以主动对准分支血管开口，而不是依赖导丝或血流被动进入，从而能够到达传统导管难以进入的迂曲区域。

成像时无需机械旋转轴

采用动态磁场驱动声束扫描，避免了传统IVUS中驱动轴旋转带来的非均匀旋转畸变和机械磨损，提高了成像稳定性和分辨率。

导航与成像模式可解耦控制

通过对两种模式的运动建模和集成系统的控制策略，实现了导航弯曲和声束扫描的独立控制，避免了模式间的干扰，使操作者可以分别优化导管位置和成像质量。

应用场景

• 血管介入机器人：在血管分叉和弯曲处主动转向，执行迂曲血管内的介入操作和成像。
• 微型医疗机器人：以毫米级整体尺寸进入小直径血管，实现微创诊断和治疗。
• 血管内成像：在病灶处进行无轴声束扫描，获得高分辨率血管内超声图像。
• 磁控导航：利用静态磁场实现导管尖端可控弯曲导航，无需内置驱动机构。
• 柔性机器人：导管具有高柔性，可顺应血管几何形状而通过迂曲路径。