21. századi orvostudomány: Gauss fegyvereket, varázslövedékeket és mágneses millibot sebészeket

Valamikor a 20. század fordulója körül Paul Ehrlich orvosi rendhagyó ember találta ki a szót varázslabda vagy „varázslövedék” új gyógyszerek leírására, amelyeken a szifilisz és a rák gyógyításán dolgozott. Elméletileg az ilyen gyógyszerek érintetlenül hagynák az egészséges szöveteket, miközben csak a betegeket célozzák meg. A pszichológusok később ezt a kifejezést alkalmazták annak a fenomenálisan elterjedt pániknak a leírására, amely akkor következett be, amikor H. G. Well 1938-as thrillere A világ háborúja gyanútlan amerikai közönségnek közvetítették.

Egyébként ezek a pszichológusok a mágikus golyó elméletüket is szívesen „hipodermikus fecskendőmodellként” emlegették, tükrözve a média új megállapított képességét, hogy egy radikális koncepciót pontosan megfogalmazva pontosan befogadott közönség tudatába juttasson. Noha az általunk csak utalt erősen idealizált varázslövedékek egyike sem lehet teljesen reális elképzelés, a közelmúltban hiteles fogalommá vált egy igazi varázslövedék, amely tetszés szerint irányítható a test teljes belsejében. Nem egy olyan halálos golyóra utalunk, amely gyakran erősen torz pályát követ. Ehelyett egy sokkal vezérelhetőbb típusú fegyver által lőtt eszközről beszélünk - nevezetesen valami Gauss-fegyvernek, az azonos nevű híres matematikus után.

A tekercshez vagy a sínfegyverhez hasonlóan a Gauss-pisztoly lineárisan gyorsítja az objektumot elektromágneses mezők segítségével. Konfigurálható úgy is, hogy potenciális energiát tároljon a furatában lévő tárgyak helyzetében, majd felerősítse a bejövő részecske mozgási energiáját azáltal, hogy ezt a potenciális energiát egy nagyobb kinetikus energiává alakítja, amelyet egy kilépő tárgyhoz adnak. Egy egyszerű videó valószínűleg sokkal tisztábban szemlélteti az alapelvet:

Aaron Becker, Ouajdi Felfoul és Pierre Dupont kutatók a elvi bizonyíték Gauss fegyver ami egy apró készüléket képes meghajtani, amelyet millibotnak hívnak az egész testben. Míg több kutató már hot-rodded standard MRI gépeket, vagy dedikált „oktomagokat” építettek rá mágnesesen irányítani a katétereket és más eszközök a test folyadékterében, ez az első jel arra, hogy a test szilárd akadályainak áthaladásához elég nagy erők mágnesesen elérhetők legyenek.

Gauss

A séma mögött álló fő trükk az, hogy az injekciós tű kamráját előretöltsék egy sor mágnesezhető acélgolyóval és távtartóval. Az ötvözött acélgolyók használatának szépsége a tipikus nagy szilárdságú neodímium mágnesek helyett kettős: a neodímium állandó mágnesek mágneses telítettsége alacsonyabb (az acélnál csak 77% -nál csak az egyenértékű acél mágneses erő 43% -át képesek előállítani), és mágnesességüket nem lehet kikapcsolni. Másrészt acél elektromágnesekkel az erő elmúlik, amikor kikapcsolja az elektromágnest. Ha állandó mágneseket vezetne be a testbe, például megevésével a belek gyorsan összeforrnak, és a mágnesek menthetetlenül közvetlenül a szöveteken keresztül fúrnák magukat, kölcsönös vonzalomban.

A kutatók legfontosabb betekintése az, hogy egy MRI-készülék tekercsei felhasználhatók egy Gauss-fegyver végrehajtására. Az MRI konfigurálásának és futtatásának különböző módjai vannak, de itteni céljainknak villanymotorként gondolhatunk. Az MR szkenner állórészként működik, és meghajtó nyomatékokat generál a ferroelektromos anyagot tartalmazó működtető rotoron. A maximális nyomaték előállításához a kisebb gradiens tekercseket (szemben az MRI nagy statikus mezőjével) zárt hurkú vezérlés alá kell helyezni, vagy motoros lingo - kommutációval. Ha megfelelően történik, akkor lehetővé kell tenni, hogy egynél több tárgyat is irányítsanak a furatban.

A Gauss-pisztoly lehetővé tenné, hogy apró eszközök megtörjék a folyadékkamrák közötti akadályokat, vagy akár át is menjenek a szilárd szöveten. Ez a képesség kritikus fontosságú lenne például az agy kamrai rendszerének távoli zugaihoz való hozzáféréshez, és azonnali alkalmazását olyan körülmények között lehetne, mint a hydrocephalus, ahol ezeken a kamrákon keresztül a megfelelő áramlás megszakad. A Gauss-fegyver szépsége, hogy az MRI mágnesek mindent megtesznek - elhelyezik az alkatrészeket, feltöltik és elsütik őket. Miután elvégeztük a millibot sebészeti beavatkozás ballisztikus komponensét, a millibot vezérlése elméletileg áttérne a normál kis teljesítményű MRI navigációra.

Nehogy az olvasó úgy gondolja, hogy ez az egész csak pite az égen, meg kell adnunk néhány kemény számot. A szerzők megjegyzik, hogy a legtöbb klinikai szkennerben elérhető maximális gradiens 20-40 mT / m körül mozog. Ez a mágnesezett acél részecskén a gravitációs erő 36-71% -ának megfelelő erőt eredményezne. Más szavakkal, nem túl sok erővel dolgozni. Kipróbálták az egyedi, nagy szilárdságú gradiens tekercseket akár 400mT / m tekercsig, de ezek nem praktikus utólagos felszerelések a legtöbb MRI géphez. Általános összehasonlításképpen, ha egy 18-as tűt 10 mm-es izomon keresztül nyomunk, kb. 0,6 N erő szükséges.

Közvetlenül megkérdeztük Pierre Dupont megfelelő szerzőt, hogy mit tudna eloltani a Gauss-fegyver. Azt mondta, hogy már 15 mm-es behatolási mélységet mutattak be az agyszövet fantomjába egy 18gauge tű segítségével. Meg kell jegyeznünk, hogy a valódi agy alapvetően lipid- és citoszkeletális fehérje-kompozitok, amelyek várhatóan nemlineárisan viselkednek a hatások szempontjából. Más szavakkal, hasonlóan a medence felületéhez, az ütközési sebességnek nagymértékben befolyásolnia kell az áthatoló tárgy által érzett anyagmerevséget.

A tetején látható fő kép egy kereskedelmi mágneses navigációs rendszert mutat, amelyet már használnak a fejlett szívműtétekhez. Az operátorok nem is ülnek a műtéti amfiteátrumban, hanem egy külön vezérlőből vezetik a műsort. Ez az eszköz, az úgynevezett Niobe távoli mágneses navigációs rendszer, a katétert az érrendszeren keresztül irányítja, hajlítva azt a mágneses mezőre reagáló különböző ellenőrzési pontokon. Bár már elengedhetetlenné teszi magát a legkülső régiókban, amikor a Niobe-hoz hasonló eszközök végül nagyszerű Gauss fegyverstílusú mellékleteket adnak hozzá, a távoli robotsebészet új korszakba lépett.

Valamivel ezelőtt megbeszéltünk néhányat a finomabb pontokat idegi hardver telepítésének és manipulálásának az agy kamrai rendszerében. A koponyánkban rendelkezésre álló körülbelül 1700 ml-es helyből 1400 ml maga az agy, 150 ml a vér és 150 ml az agyi gerincvelői folyadék (CSF), amelyben az agy lebeg. További 30 ml CSF kering az agy középső kamrahálózatán belül, amelyet kamrai rendszerként ismerünk. Ez egy meglehetősen tágas munkakörnyezet. Az ezeket a tereket elválasztó finom membránok pontosan azok a célpontok, amelyeken Gauss fegyvere működhet. Megjegyzendő, hogy felajánljuk, hogy az egyik legfontosabb eljárás az átjárók készítése vagy varrása lenne az agy és a test nagyobb immun- és nyirokrendszere között.

Sokkal többet nem mondunk itt, csak megemlítem, hogy alig egy hete alig gondolta volna, hogy a központi idegrendszernek van klasszikus nyirokrendszer, beszélni. Most mindenki tudni akarja, hogyan kell irányítani és hozzáférni ahhoz, hogy biztosítsa az agy folyamatos egészségét és erejét.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com