القطب الكهربي الروبوتي الناعم يتيح إمكانية وضع الحد الأدنى من التدخل الجراحي

طور الباحثون في Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) في سويسرا قطبًا آليًا ناعمًا ، يمكن تطويره من خلال ثقب صغير في الجمجمة ثم فتحه في سلسلة من الأذرع الحلزونية ، لتوفير قياسات تخطيط كهربية القشرة من مساحة كبيرة نسبيًا من سطح الدماغ. يمكن أن تكون هذه التقنية مفيدة جدًا لجراحي الدماغ الذين يرغبون في تحديد مناطق الدماغ التي قد تسبب نوبات الصرع ثم استهداف هذه الآفات جراحيًا. يساعد تقليص مساحة الجمجمة التي يتم إزالتها أثناء الجراحة على تسريع تعافي المريض وتقليل الصدمات المصاحبة لمثل هذه الإجراءات. إن التصميم المنخفض ، والطبيعة المرنة ، والذراع الحلزوني لهذا الجهاز يعني أنه مناسب تمامًا للتسليم طفيف التوغل من خلال ثقب 2 سم في الجمجمة.

إن تقديم التقنيات الطبية طفيفة التوغل داخل الجسم له مجموعة من الفوائد للمرضى ، بما في ذلك تقليل إصابات الأنسجة وأوقات التعافي. ومع ذلك ، فإن تصميم المعدات التي يمكن أن تمر عبر ثقب صغير ثم تظل تعمل بشكل فعال على الجانب الآخر يتطلب بعض البراعة. طلب جراح أعصاب من الباحثين الذين يقفون وراء هذه التقنية الحديثة تصميم قطب كهربائي قشري يمكن أن يمر عبر ثقب صغير في الجمجمة ، لكنه لا يزال بإمكانه توفير بيانات عن النشاط الكهربائي لمنطقة أكبر بكثير من الدماغ.

قالت ستيفاني لاكور ، الباحثة المشاركة في الدراسة: “إن التقنيات العصبية طفيفة التوغل هي مناهج أساسية لتقديم علاجات فعالة ومخصصة للمريض”. “لقد احتجنا إلى تصميم مصفوفة إلكترود مصغرة قادرة على الطي ، مروراً بفتحة صغيرة في الجمجمة ثم نشرها على سطح مستوٍ يستريح فوق القشرة. ثم قمنا بدمج مفاهيم من الإلكترونيات الحيوية الناعمة والروبوتات اللينة. “

كان الثقب الذي يجب أن يمر من خلاله القطب الكهربي يبلغ قطره حوالي 2 سم ، وبعد ذلك مرة واحدة داخل الجمجمة ، يجب أن يكون القطب قابلاً للنشر في الفراغ بين الدماغ والجمجمة ، بضغط ضيق يبلغ 1 مم. يتضمن التصميم الناتج ستة أذرع لولبية مصممة لزيادة الاتصال بين القطب الكهربائي والدماغ. يمكن للجهاز أن يمتد إلى قطر يبلغ 4 سم عبر سطح الدماغ عند تمديده بالكامل ، ويتم توصيله عبر أنبوب أسطواني في حالة مطوية.

تستغل هذه التقنية أيضًا آلية تشغيل الانقلاب لفتح كل ذراع برفق فوق سطح الدماغ ، واحدة تلو الأخرى. قال Suhko Song ، باحث آخر مشارك في الدراسة: “إن جمال آلية الانقلاب هو أنه يمكننا نشر حجم تعسفي من القطب مع ضغط ثابت وأقل ضغط على الدماغ”. “لقد كان مجتمع الروبوتات اللينة مهتمًا جدًا بآلية الانقلاب هذه لأنها كانت مستوحاة من الحيوية. يمكن لآلية الانقلاب هذه أن تحاكي نمو جذور الأشجار ، ولا توجد قيود فيما يتعلق بكمية جذور الأشجار التي يمكن أن تنمو “.

شاهد فيديو EPFL حول التكنولوجيا:

الدراسة في المجلة علوم الروبوتات: نشر نظام تخطيط كهربية القشرة باستخدام مشغل آلي ناعم

عبر: EPFL