論文の概要: Moving Beyond Compliance in Soft-Robotic Catheters Through Modularity for Precision Therapies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14837v1
- Date: Wed, 21 Jan 2026 10:11:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.880146
- Title: Moving Beyond Compliance in Soft-Robotic Catheters Through Modularity for Precision Therapies
- Title（参考訳）: 精密治療のためのモジュール性によるソフトロボットカテーテルの適合性を超えての移動
- Authors: B. Calmé, N. J. Greenidge, A. Metcalf, A. Bacchetti, G. Loza, D. Kpeglo, P. Lloyd, V. Pensabene, J. H. Chandler, P. Valdastri,
- Abstract要約: 柔らかいロボット機器は、硬い道具よりも繊細で丈夫な解剖学を安全にナビゲートできる。
センシングモジュールや治療モジュールはほとんどなく、コンパクトで頑丈で、光内手術中に微妙な生理的手がかりを計測し、反応するのに十分な適応性がある。
安全な内膜ナビゲーションに必要なコンプライアンスを維持しつつ, センサ, アクティベーション, セラピーを統合した直径1.47mmのモジュール型ソフトロボットカテーテルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Soft robotic instruments could navigate delicate, tortuous anatomy more safely than rigid tools, but clinical adoption is limited by insufficient tip functionalization and real-time feedback at the tissue interface. Few sensing and therapeutic modules are compact, robust, and adaptable enough to measure, and respond to, subtle physiological cues during intraluminal procedures. We present a 1.47 mm diameter modular soft robotic catheter that integrates sensing, actuation, and therapy while retaining the compliance needed for safe endoluminal navigation. Validated across multiple in vivo settings, we emphasize its utility in endoscopic retrograde cholangiopancreatography (ERCP), a highly technical procedure and a key access route to the pancreas, an organ that is fragile, difficult to instrument, and central to diseases such as pancreatic cancer. Our architecture supports up to four independently controlled functional units, allowing customizable combinations of anchoring, manipulation, sensing, and targeted drug delivery. In a live porcine model, we demonstrate semi-autonomous deployment into the pancreatic duct and 7.5 cm of endoscopic navigation within it, a region currently inaccessible with standard catheters. A closed-loop autonomous/shared-control system that combines a learned model, magnetic actuation, onboard shape sensing, and visual marker tracking further improves cannulation accuracy. Together, these results establish a scalable platform for multifunctional soft robotic catheters and a new paradigm for complex endoluminal interventions, with potential to reduce radiation exposure, shorten training, and accelerate clinical translation of soft robotic technologies.
- Abstract（参考訳）: 柔らかいロボット機器は、硬い道具よりも繊細で丈夫な解剖学を安全にナビゲートできるが、組織界面の先端機能やリアルタイムフィードバックが不足しているため、臨床応用は限られている。
センシングモジュールや治療モジュールはほとんどなく、コンパクトで頑丈で、光内手術中に微妙な生理的手がかりを計測し、反応するのに十分な適応性がある。
安全な内膜ナビゲーションに必要なコンプライアンスを維持しつつ, センサ, アクティベーション, セラピーを統合した直径1.47mmのモジュール型ソフトロボットカテーテルを提案する。
内視鏡的逆行性胆管膵管造影(ERCP)や,膵臓への重要なアクセス経路,脆弱で測定が困難で膵癌などの疾患の中心となる臓器などにおいて,その有用性を強調した。
我々のアーキテクチャは、最大4つの独立して制御された機能ユニットをサポートし、アンカー、操作、センシング、ターゲットとするドラッグデリバリーのカスタマイズ可能な組み合わせを可能にします。
ブタの生検モデルでは,膵管内への半自律的展開と内視鏡ナビゲーションの7.5cm内への展開を実証した。
学習モデル、磁気アクチュエータ、車載形状センサ、視覚マーカートラッキングを組み合わせたクローズドループ自律/共有制御システムにより、缶詰精度がさらに向上する。
これらの結果は多機能なソフトロボットカテーテルのためのスケーラブルなプラットフォームと、放射線被曝の低減、トレーニングの短縮、ソフトロボット技術の臨床翻訳の高速化など、複雑な内科的介入のための新しいパラダイムを確立している。
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