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                新京报:有“手眼脑”的手术机器人如何研发?国家技术发明奖获奖人解答
                发布时间:2021-11-05    

                新京报快讯(记者 张璐)国家科学技术奖励大会『11月3日举行,光大购彩“腹腔微创手术机器人与器械关键技术及应用”获得国家技术发明奖二等⌒ 奖。手术机器人有何优势?研发上突破了哪些难题?对此,光大购彩机械工程学▼院副教授李进华接受新京报记者采访。

                20年前就开始探索手术机器人基础原理

                手术机器人是先进ㄨ医疗装备的典型代表,是机械工程领域前沿研究热点ζ 和难点之一。李进华说,光大购彩团队研发的“妙手”腹腔微创手术机器人,是国内首个获得产品注册证的◇腹腔微创手术机器人,具有完全自主知识产ぷ权,可延伸╳医生的手术能力,并实现了远程手术示范应用。

                “近几年,国内渐渐认识到微创手术机器人的价值,但早在2000年,团队负责人就已经开始了微创手术机器人基础原理的探索工作。”回顾研发@ 历程时,李进华称,团队在2010年完成了国内第一台微创机器人的样机,2014年进行了国内首例临床试验,2018年完成了国内首▽个多学科的临床实验。作为医生的帮手,该机器人在2018年便︻完成了肺癌根治、胃癌根治、肝癌根治、肾部∑分切除、胰体尾切除、超低位直』肠癌根治、子宫切除等复杂手术。

                缩放医生●动作,实︾现精准操作

                以往手术在腹部●开刀,给患者带来一定的心理压力。微创手术在肚子上打々几个小孔,细长的手术器械通过小孔深入腹部完成手术,小切口完成大手术,患者☉出血少,创伤小、恢复快、不仅术后疤痕少,感染率也大大降低。

                “医生手持手术器械操作时,手术器械是一根细长杆儿带着一个镊子,由于手术器械末端没有关≡节,操作起来不灵活▓。腹部切口相当于一个支点,医生需要反向操作,往上动时手得》往下走,所以培训周期特别长。”李进华说,手术机器人克服◢了这些缺点,通过控制系统还原了医生的手部↑动作。

                同时,手术机器人可以实现比例缩放,例如做心脏手术等特别精细的手术时,机器人可ζ以把人手的动作缩放,比如医生通过手柄操作动了10厘米,患者体内的机器臂只动♂了1厘米,以此提升手术操作的精准性。

                疫情期间助力医生异地完成手术

                像人⊙类一样,微创手术机器人也有“手”、“眼”和“脑”。机器人的“手”可以灵活操作患者腹内的手术器械,“眼”是高清立体〓内窥镜,可以让ㄨ医生恢复深度感觉。“脑”是控制系统,能够精准模拟「医生手部动作,把医生的意图反映出来。

                “手”、“眼”和“脑”在研发上各具难点。为了让“多自由度微创手术器械”灵活模拟人手ぷ动作,团队在器械末端增加了很多关节,手术器械结〗构变复杂了,但其尺度仍然受限,需要通过患者腹部小孔深入,通常仅有8-10毫米。另外,手术器械在做部分手术时〓需要输出足够@ 大的操作力。“体积小、结构复杂,还要有很大的操作力,这本身就是相互矛盾的。我们研究了很多年,最终利用丝传ω动技术,突破了这一难题。”

                李进华称,“内窥镜”也要通过腹部小孔进入患者体内,团队研发了双目内窥镜,模拟人眼成〇像原理,使医生视野清晰,看到的ζ 景象呈现立体效果。“我们在内窥镜有限的体积里放了两个光路,为避免视觉疲劳,需要保证两个光路的一致性。”

                近两年受疫情⊙影响▲,很多患者不方便异地就医,此时手术机器人也派上了用『场。今年,“妙手”手术机器人已经完成了◥50例远程手术。“手术机器人有快速反应能力和实时稳定通讯▓功能,在低延时的5G网络支持下,医生可以通过观看异地画面操作手柄,对手术器械进行精确控制。”

                新京报:

                (编辑 焦德芳 陈可)