O enxame de microrobot magnético permite imagens em 3D de redes vasculares

A angiografia é uma técnica de imagem médica amplamente usada que permite que pesquisadores médicos e médicos capturem a rede vascular (ou seja, vasos sanguíneos) usando agentes de contraste, substâncias que aumentam a visibilidade de estruturas específicas dentro do corpo quando expostas a raios-X ou outras abordagens de imagem. As técnicas de angiografia convencional dependem de agentes de contraste que são distribuídos através dos vasos sanguíneos, alavancando o fluxo natural do sangue no corpo.

Apesar do uso generalizado, essas abordagens têm limitações significativas. Por exemplo, eles lutam para visualizar regiões a montante (ou seja, regiões de vasos sanguíneos que estão contra a direção do fluxo sanguíneo) ou áreas bloqueadas por materiais (por exemplo, coágulos sanguíneos). Essa incapacidade de visualizar algumas regiões limita o uso da angiografia para diagnosticar e planejar o tratamento de algumas condições vasculares, incluindo vasos estreitados, coágulos sanguíneos e conexões anormais entre os vasos.

Pesquisadores do Instituto Shenzhen de Inteligência Artificial e Robótica para a Sociedade e a Universidade Chinesa de Hong Kong introduziram recentemente um novo método para explorar e reconstruir redes vasculares utilizando enxames de microbots magnéticos. Sua abordagem proposta, descrita em um artigo publicado em Inteligência da máquina da naturezapermite a imagem 3D de redes vasculares, incluindo regiões a montante e áreas bloqueadas.

“A angiografia é essencial nas operações intervencionistas para imaginar a rede vascular. Os agentes de contraste passivos aplicados na angiografia dependem muito da direção do fluxo, tornando a imagem de regiões a montante e os ramos embólicos”, escreveu Xingzhou du, Yibin Wang e seus colegas em seus trabalhos.

“A imagem ativa é exigida para a localização precisa de bloqueios e lesões em redes vasculares. Aqui é proposta uma estratégia de exploração e reconstrução ativa, permitindo imagens completas de redes vasculares tridimensionais (3D) com fluxo e bloqueio”.

Comparado às técnicas convencionais que dependem de agentes de contraste passivos (ou seja, substâncias que se movem passivamente após o fluxo sanguíneo), a abordagem criada pelos pesquisadores depende de enxames de agentes ativos. Esses agentes ativos são essencialmente partículas magnéticas, que podem ser controladas usando campos magnéticos externos, atingindo áreas que não podem ser acessadas por agentes passivos.

“A estratégia implementa enxames de partículas magnéticas como agentes ativos, que podem ser guiados sob demanda para as direções desejadas”, escreveu os pesquisadores. “Uma unidade de processamento de imagem é desenvolvida para capturar a posição 3D do enxame dentro do navio. Uma sequência de mapeamento e exploração simultânea é proposta para realizar a exploração, e toda a estrutura da rede vascular 3D é reconstruída após a obtenção dos dados de posição”.

DU, Wang e seus colegas avaliaram o potencial de sua nova técnica de imagem ativa em uma série de testes, o que produziu resultados promissores. Notavelmente, sua técnica foi encontrada para produzir reconstruções 3D detalhadas de sistemas vasculares, mesmo na presença de bloqueios.

“A estratégia proposta é validada em redes vasculares com diferentes estruturas e condições e permite a exploração e reconstrução completas de regiões que não podem ser acessadas por agentes passivos de contraste”, escreveu os pesquisadores. “Essa estratégia é promissora na localização de estenoses, trombos e fístulas em sistemas vasculares”.

No futuro, a nova abordagem de imagem baseada em enxame de enxame de microrobot criada por essa equipe de pesquisadores poderia ser testada em outras experiências e, eventualmente, implantada em unidades de saúde. Por fim, poderia avançar significativamente o diagnóstico e o tratamento de uma variedade de condições vasculares, ajudando os médicos a localizar rapidamente coágulos sanguíneos e outras anormalidades vasculares, a planejar intervenções direcionadas.

© 2025 Science X Network