• יו"ר החברה: פרופ' רן בליצר
  • גזבר: ד"ר דוד דביר
  • מזכיר: פרופ' יעקב דרייהר
  • מתאמת: מלי קושא
חדשות

המסע הבטוח אל רקמת היעד: טכנולוגיה להובלת מחטים ניתוחיות

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו אלגוריתם המוביל מחטים לרקמות נחבאות ומכוון אותן במדויק בפעולות כמו ביופסיה ושיגור ממוקד של תרופות

שלושה מבטים על ביופסיה של הריאה בטכנולוגיה החדשה. המחטים (בירוק) נעות אל המטרה תוך עקיפה של מכשולים אנטומיים ובהם כלי דם גדולים (באדום), רקמת הריאה (באפור) והסמפונות (בחום). צילום: הטכניון

פעולות רפואיות רבות, כגון ביופסיה ושיגור ממוקד של תרופות אנטי סרטניות לגידולים, מצריכות הובלה של מחט בתוך הרקמה. מחטים ישרות יכולות "לעשות את העבודה" במקרה שהדרך הישרה מנקודת הכניסה אל רקמת היעד אינה עוברת דרך רקמות פגיעות. אולם, במקרים רבים, רקמת היעד "מסתתרת" מאחורי עצם או רקמה פגיעה כלשהי, ואז נדרש המנתח לעקוף את המכשול – משימה קשה ומורכבת, בוודאי כשמדובר באזורים פגיעים ורגישים.

חוקרים מהטכניון ומאוניברסיטת צפון קרוליינה (UNC) פיתחו אלגוריתם המוביל מחטים ניתוחיות במסלולים תלת מימדיים מעוקלים. החוקרים - ד"ר אורן זלצמן מהפקולטה למדעי המחשב ע"ש טאוב בטכניון ופרופ' רון אלטרוביץ' ומנגיו פו מצפון קרוליינה - פרסמו את הפיתוח בכנס Robotics Science and Systems  שהתקיים לאחרונה במתכונת מקוונת.

בשנים האחרונות פותחו מחטים בעלות חוד משופע, הנשלטות על ידי דחיפה וסיבוב של בסיס המחט. הבעיה היא שהכוונתן של מחטים כאלו אינה פשוטה ואינטואיטיבית, וניהוגן הידני כרוך בסיכונים רבים. לשם כך פותחו "אלגוריתמים לתכנון תנועה" שמטרתם לכוון את המחט באופן מדויק ובטוח. אלגוריתמים אלה מפגינים יכולות מרשימות, ועדיין, מאחר שמדובר בתהליכים פולשניים, הדיוק הנדרש גבוה מאוד, אחרת מערכות אלו לא יקבלו אישור רגולטורי.

הפיתוח שהציגו שני החוקרים בכנס הוא אלגוריתם תכנון תנועה חדשני למחטים הניתנות לניהוג, והוא ממחיש את חשיבותם של מדעי המחשב בפתרון של בעיות הנוגעות לרפואה ולהנדסה ביורפואית. האלגוריתם החדש מחשב עבור המחט, על בסיס סריקות רלוונטיות כגון MRI או CT, את המסלול האופטימלי שיוביל אותה אל היעד תוך הימנעות מפגיעה במכשולים אנטומיים שונים.

בניגוד לאלגוריתמים קיימים, אלגוריתם זה מספק "ערבות" (guarantee) שהמחט לא תפגע ברקמות אלה ובמקרה שאין אפשרות לכניסה בטוחה כזו, הוא יתריע על כך. יתר על כן, הוא מחשב את המסלול במהירות גבוהה יחסית לאלגוריתמים מתחרים ובשיעורי הצלחה גבוהים יותר. לדברי החוקרים, הטכנולוגיה שהוצגה בכנס מהווה פרדיגמה אלגוריתמית חדשה (new algorithmic foundation) הצפויה להוביל ליישומים נוספים בניהוג מחטים ניתוחיות.

נושאים קשורים:  הטכניון פיתוח רפואי,  אלגוריתם,  חדשות,  ד"ר אורן זלצמן,  פרופ' רון אלטרוביץ',  ביופסיה
תגובות