穿刺手术机器人技术取得新突破:推动微创手术精准化与智能化发展
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近日,清华大学附属北京清华长庚医院与清华大学联合研发的穿刺手术机器人项目取得了重要进展。该项目成功通过中国食品药品检定研究院的磁共振穿刺导航定位手术系统型式检验,标志着国内首台多影像、多专科磁共振兼容手术机器人取得了产品化突破。此技术突破将为肝脏微创手术提供更加精准的技术支持,有效提升治疗效果。
在治疗肝癌等肝脏疾病时,穿刺手术往往是重要的治疗手段之一,如活检和消融。穿刺的精准性对手术效果至关重要。然而,肝脏的柔软特性和随呼吸移动的特点增加了穿刺的难度。这与骨骼不同,肝脏会随着穿刺针的刺入发生形态变化,同时患者的呼吸也会导致肝脏位置的改变,这些因素使得手术难度大大增加。
传统的穿刺手术由于缺乏实时成像技术,医生在操作过程中往往面临“看不清、穿不准、无法准确测量”的问题。术前的影像与手术中的实际状态常有差异,导致医生难以做出精确的判断。而且,光学和电磁定位技术受到外部环境的影响,难以保证高精度。此外,肿瘤的消融效果也难以在手术过程中实时评估,这意味着如果消融不完全,患者需要进行二次手术,增加了手术风险和患者的痛苦。
为了破解这些难题,清华长庚医院与清华大学的研究团队共同研发了这款手术机器人。据清华长庚医院肝胆胰中心执行主任卢倩介绍,这款机器人主要应用于成人胸、腹部实质脏器的微创手术,具备精准穿刺定位、实时引导和即刻评估等多项功能。最显著的特点之一是,它可以实时解决医生在手术过程中“看不清”病灶的难题,尤其是在复杂的肝脏穿刺手术中展现出了极高的临床价值。
团队通过十多年的技术攻关,解决了3.0T高场磁共振设备的强磁场与手术机器人之间的相互干扰问题。该机器人可以与磁共振设备协同工作,借助磁共振成像技术的高软组织分辨率,医生能够实时观测到病灶和血管等关键组织,显著提高了手术的安全性和精准度。此外,机器人还配备了机械臂控制系统,能够精准引导穿刺针对1厘米以下的小肿瘤进行消融,结合磁共振测温功能,医生可以在手术过程中实时监测消融效果,避免了二次手术的风险。
手术机器人未来的发展方向不仅在于精准穿刺,还在于更加智能化。清华大学精准医学研究院的负责人邱东晓表示,人工智能有望为外科手术机器人带来新的突破,特别是在复杂的肝脏穿刺手术中,人工智能可以通过规划手术通路,帮助医生找到最佳的操作路径。肝脏内有众多重要的脉管结构,人工构建手术通路耗时且困难,未来如果人工智能能够自动规划路径,不仅能够提高效率,还能减少手术的风险。
近年来,手术机器人技术在中国的持续创新也表明了我国在这一领域的进步。早期,我国使用的手术机器人多从国外引进。然而,随着科技的进步,我国自主研发的手术机器人逐渐崭露头角。自中国海军总医院和北京航天航空大学机器人研究所联合研发国产首台手术机器人“CRAS”以来,国产手术机器人已经迈向智能化和精准化。例如,天津大学和中南大学合作研发的“妙手S”微创手术机器人,北京理工大学与积水潭医院联合研发的超声穿刺机器人,以及香港中文大学主导的术中磁力共振成像手术机器人等,均为我国精准外科的发展提供了技术支撑。
展望未来,手术机器人将朝着更加智能、更加精准的方向持续发展。通过各方的共同努力,手术机器人有望在不久的将来成为医疗领域的标配,进一步推动我国医疗资源的优化配置和医疗技术的升级发展。
2025-01-20
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