Boğaziçi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Şenol Mutlu, vücut yüzeyine yerleştirilerek biyopsi gibi müdahaleleri Manyetik Rezonans (MR) görüntülenmesi sırasında yapabilecek bir teknoloji geliştirdi. Kablosuz ve pilsiz çalışan eyleyici geliştirmeye dayanan bu teknoloji sayesinde, doktorlar bir kumanda ile uzaktan kontrol edebilecekleri bir robotik sistemle biyopsi yapabilecek.
Eyleyici ya da aktüatör (actuator) bir mekanizmayı ya da sistemi hareket ettiren bir tür motor. Çalışmak için bir enerji kaynağına ihtiyaç duyan eyleyicilere bu enerji genelde elektrik akımından sağlanıyor, ancak eyleyiciler termal, manyetik, hidrolik gibi çok çeşitli enerji formlarını da harekete dönüştürebiliyor.
Eyleyiciler genelde pille çalışıyor ve güç kaynağına kablolar yoluyla erişebiliyor. Boğaziçi Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Şenol Mutlu ve ekibinin geliştirdiği eyleyici modeli ise kablosuz ve pilsiz çalıştığı için vücut yüzeyine yerleştirilerek biyopsi gibi müdahaleleri MR cihazı içinde yapabilecek.
MR cihazlarıyla uyumlu
Prof. Dr. Mutlu’nun MR cihazları için geliştirdiği sistemde güç aktarımı elektrik kabloları yerine ışık ile sağlanıyor: “Yapılmak istenen hareketi gerçekleştirmek için MR cihazlarının içinde her zaman bulunan çok yüksek şiddetteki manyetik alandan, örneğin 3 Tesla, faydalanabileceğimizi düşündük. Manyetik alan içindeki bir bobinde elektrik akımını ışık gücüyle oluşturduk. Bu akım, MR cihazının manyetik alanı yardımı ile istenilen hareketi oluşturabildi. MR cihazlarındaki kuvvetli manyetik alanlar yüzünden bu ortama manyetik malzeme ve kablo sokamıyorsunuz. Kablo soktuğunuz anda kablolar ısınmaya başlıyor. MR cihazlarıyla uyumlu piller var ancak pil çevre dostu olmayan ve kısa ömürlü bir enerji kaynağı.”
MR cihazlarında gücün ışıkla, hareketin elektrikle kontrol edildiği ilk sistem
Daha önce farklı yöntemler kullanarakelektrik enerjisiyle çalışan sistemlerde elektriğin kablolar yoluyla cihaza götürüldüğünü söyleyen Mutlu, “Elektrik kabloları işin içine girdiğinde MR görüntüsü çok bozuluyor. Bizim geliştirdiğimiz sistem ışıkla çalıştığı için MR cihazının manyetik alanı etkilenmiyor ve görüntüler bozulmuyor,” ifadelerini kullanıyor.
“Doktorların biyopside uzmanlaşmasına gerek kalmayacak”
Şu anda kullanılan biyopsi yöntemini ancak manuel olarak yıllarca deneyim kazanmış doktorların yapabildiğini söyleyen Prof. Dr. Şenol Mutlu, uzaktan kontrol edilebilecek robotik bir sistemde ise buna gerek olmayacağını belirtiyor: “Normalde doktorlar ultrason probu ile görüntü almaya çalışırken, bir tabancadan ateşlediği iğneyle doku örneği aldığı için el yatkınlığı çok önemli. Ancak MR cihazına uyumlu şekilde otomatize olmuş bir sistemi el yatkınlığı olmayan doktorlar bile MR cihazının üç boyutlu görüntülerine bakarak kullanabilecek.
Kablosuz ve pilsiz çalışan eyleyici geliştirme çalışmalarının bir yıl boyunca Max Planck Society tarafından fonlandığını ve Prof. Dr. Metin Sitti ile çalıştığını ekleyen Mutlu, BAP tarafından fonlanacak yeni projesinde ise hastalar üzerinde kullanılabilecek üç boyutlu bir pozisyonlandırıcı geliştirecek. Prototip olarak geliştirilen eyleyicinin ticari bir ürüne dönüşebilmesi ve doktorlar tarafından kullanılmaya başlanması için ise yüksek miktarda yatırım ve 10 yılı bulabilecek testler gerekiyor.