Descrizione del progetto
Un sistema robotico per indirizzare micro-agenti magneto-acustici
La chirurgia mininvasiva prevede spesso l’utilizzo di micro-agenti diagnostici o terapeutici che devono essere somministrati in modo accurato e indirizzati in siti profondi dell’organismo. Il progetto MAESTRO, finanziato dall’UE, svilupperà un sistema robotico che impiega immagini ecografiche e a fluorescenza per visualizzare i micro-agenti in tempo reale. I micro-agenti saranno somministrati vicino al sito bersaglio utilizzando una sonda attivata magneticamente e saranno indirizzati per via robotica attraverso campi magnetici e forze acustiche. Il sistema di MAESTRO assicurerà la somministrazione precisa di una vasta gamma di micro-agenti diagnostici e terapeutici durante la chirurgia mininvasiva. Un altro aspetto importante è che il sistema dovrebbe trovare applicazione in vari interventi clinici e nella somministrazione mirata dei farmaci.
Obiettivo
Manual insertion of rigid and unactuated probes are commonly used during minimally invasive surgery (MIS) for delivering diagnostic agents and performing therapeutic interventions. These agents move in an uncontrolled way and are visualized using non-real-time imaging modalities. Controlled release and real-time navigation of these agents would revolutionize MIS and pioneer a myriad of novel clinical interventions, including on-site diagnosis and targeted drug delivery. The goal of MAESTRO is to design a magneto-acoustic robotic system that will enable precise delivery of a wide range of diagnostic and therapeutic micro-agents using ultrasound (US) and fluorescence images for accurate feedback. In an unprecedented approach, I propose that the magneto-acoustic agents will be delivered using a magnetically-actuated flexible probe. As the probe and micro-agents deviate from their intended paths due to probe-tissue interaction and physiological processes, their controlled navigation requires development of a reliable multi-scale 3D model describing the evolving shape of the probe, and real-time tracking of micro-agents. These challenges will be overcome using a personalized pre-operative model based on anatomical details (acquired via US and fluorescence images) to achieve real-time intra-operative control of the probe, with feedback from US images and optical sensors. Furthermore, ultrafast US- and fluorescence-based imaging will be coupled to electromagnetic and piezoelectric systems to robustly control the micro-agents. The novel probe and micro-agents will be designed and evaluated in clinically-relevant scenarios with realistic physiological functionalities. The knowledge gained will be applicable to a range of flexible instruments, and to an assortment of personalized treatment scenarios. This research is motivated by the need to further reduce the invasiveness of MIS, improve clinical outcomes, minimize patient trauma, and enable treatment of inoperable patients.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Invito a presentare proposte
(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-COG
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ERC-COG -Istituzione ospitante
7522 NB Enschede
Paesi Bassi