슬롯 사이트 (WPI)의 생물 의학 엔지니어는 최소 침습적 기술을 사용하여 전립선 암을 안전하고 정확하게 감지하고 모니터링하는 새로운 의료 로봇을 만들고 있습니다.
무료 슬롯 Zhang | 우스터 폴리, 생의학 공학 및 로봇 공학 조교수는 5 년 $ 1,869,423을 받았습니다.Director 's Early Independence AwardNIH (National Institutes of Health)에서 슬롯 나라 암의 세 가지 다른 지표를 감지하고 분석 할 로봇 시스템을 만들기위한 지속적인 연구 : 모든 질량의 3D 이미지; 암 세포에 의해 생성 된 높은 수준의 단백질; 암 성장으로 인한 산소 수준이 낮은 조직.
슬롯 나라 암의 이러한 상이하지만 보완적인 징후에 동시에 초점을 맞추면서 Zhang은 그의 시스템이 MRI가 가입하지 않은 초음파 및 생검과 같은 현재 테스트보다 더 정확할 것으로 예상합니다. 그의 연구는 또한 전통적인 스캔에 사용되고 다른 건강 위험을 초래하는 방사성 조영제 염료의 필요성을 제거 할 수 있습니다.
“남성의 5 분의 1은 평생 슬롯 나라 암에 걸린 것으로 진단 될 것이며 그 재발은 매우 높습니다.”연구 프로젝트의 PI 인 Zhang은“공격적인 슬롯 나라 암의 다중 음향 이미징 기반 식별”(DP5 OD028162).
“지금 당장 슬롯 나라 암을 조기에 감지하는 가장 좋은 방법은 우리가 필요로하는 것만 큼 정확하지 않으며 위험이 없다는 것만 큼 정확하지 않습니다. 저의 목표는 최소 침습적이고 쉽게 접근 가능하며 비용 효율적인 방법을 더 잘 감지하는 것입니다.”
에 따르면2016 NIH의 암 데이터, 슬롯 나라 암은 가장 일반적으로 진단되는 비 뇌암으로 진단되었으며 그해 미국에서 거의 200,000 건의 새로운 사례가 진단되었습니다. 슬롯 나라 암 진단은 일반적으로 암, 수동 직장 검사, 생검 및 초음파를 나타낼 수있는 슬롯 나라-특이 적 항원 (PSA)을 검사하기위한 혈액 검사를 포함합니다. 무작위로 취한 생검 샘플은 종종 고위험 슬롯 나라 암의 과소 평가, 거짓 음성 진단 및 반복 생검의 필요성을 초래합니다. NIH는 슬롯 나라 암의 등급 또는 단계가 생검 된 사례의 37%에서만 정확하게 결정되었다고보고했다.
Zhang andGregory Fischer, Robotics Engineering 교수이자 MRI 유도 로봇 수술의 신흥 분야에서 널리 알려진 개척자는 MRI 기계 내에서 작동하는 수술 이미징 로봇을 만들어 슬롯 나라과 인접한 환자의 직장에 이미징 프로브를 삽입합니다. 이미지가 캡처되면 프로브는 로봇 적으로 조작되므로 약간 다른 각도에서 다른 이미지를 캡처하여 궁극적으로 슬롯 나라의 3D 이미지와 존재하는 종양을 컴파일 할 수 있습니다. 이 기술은 초음파 이미지보다 초기 단계에서 종양을 보여줍니다. 이는 일반적으로 슬롯 나라의 구조를 나타내지 만 종양의 위치는 아니며 종종 초기 단계 종양을 검출하지 못합니다. 로봇 시스템은 또한 가이드에 필요한 생검을 수행하도록 설계되었습니다. 광 음향 시스템을 사용함으로써 로봇 암은 종양을 정확히 찾아 내고 구체적으로 표적화 할 수 있습니다.
Zhang의 로봇 장치는 광 음향 이미징을 사용합니다. 광 음향 이미징은 광학 이미징과 초음파의 조합, 조직으로의 빛을 펄싱하고 대가로 음향 파를받습니다. 음향 신호는 조직의 건강에 대한 정보를 제공하며, 전통적인 초음파는 그렇지 않습니다. 다른 종류의 조직은 다른 종류의 음향 파를 방출하여 시스템이 저산소증이거나 산소를 고갈시키는 건강하고 잘 옥시화 된 조직과 조직을 구별 할 수 있습니다. 암 세포는 주변 혈관에서 산소와 영양소의 수송을 줄입니다.
“3D 이미지, PSMA 검출 및 저산소증 검출은 모두 무료입니다.”라고 Zhang은 말했습니다. "그들은 모두 우리에게 훨씬 더 높은 민감도로 암을 감지하기위한 다른 단서, 다른 접근법을 제공합니다. 즉, 슬롯 나라 암을 훨씬 더 치료할 수있을 때 더 일찍 감지 할 수 있어야합니다.".
Fischer는 Zhang과 협력하여 차세대 자신의 차세대를 만들게되어 기쁩니다슬롯 사이트 시스템은 더 나은 암 탐지를 목표로합니다. "Zhang의 기술을 통해 우리는 질량을 식별하고 생검 바늘로 직접 타겟팅 할 수있는 능력이 높아질 것입니다. 그게 핵심입니다.".
Zhang은 또한 Johns Hopkins University의 연구원들과 협력하여 광 음향 영상 동안 사용될 수있는 비 방사성 조영제를 개발하여 PSMA를 표적으로하여 질병의 공격적인 형태의 존재를 나타낼 수있는 슬롯 나라 암에서 발현 된 특정 단백질을 개발하고 있습니다. 이것은 방사성이며 추가적인 건강 위험을 초래할 수있는 현재의 조영제의 필요성을 제거 할 수 있습니다.
2010 년에 설립 된 NIH 디렉터의 초기 독립상은 조직의 고위험 고 보상 연구 프로그램의 일부로, NIH가“광범위한 영향을 미치는 매우 혁신적인 연구를 추구하는 예외적으로 창의적인 과학자”라고 묘사하는 것을 지원합니다. 이상은 최근 박사 학위를 받거나 의료 거주를 완료 한 주니어 과학자들에게 전통적인 박사후 훈련을 건너 뛰고 즉시 독립적 인 연구 위치로 이동 한 기회를 제공합니다. 13 개상은 2019 년에 이루어질 것입니다.
Zhang은 Johns Hopkins에서 컴퓨터 과학 박사 학위를 받았습니다. 그곳에있는 동안 그는 국방부와 의회의 의학적 의료 연구 프로그램이 현재 프로젝트와 관련된 이미징 연구를 수행하도록 거의 20 만 달러의 보조금을 받았습니다..
