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新型顱底手術機器人非常精確,可以大大減輕外科醫生的工作量

在顱底鑽孔是一個非常精細的活,往往需要幾個小時的時間,並且需要外科醫生進行最大限度的干預。荷蘭埃因霍溫理工大學的研究人員開發了一款新型的手術機器人,可以完成這項任務。

亞毫米精度的機器人可以自動安全地銑削出所需形狀和尺寸的腔體。由於設計並製造出這個手術機器人,Jordan Bos在4月16日成功拿到了他的博士學位。機器人有望在五年內完成第一次手術。

為了治療感染或癌症,或者放置人工耳蝸,全世界的外科醫生每年都要在10萬人的頭上鑽孔。這是一項非常棘手的任務,因為他們會碰到很多不能觸碰的部位,比如面部和味覺神經,以及內耳和平衡器官。此外,在手術過程中,骨屑和血液會通過顯微鏡阻礙視線,因此,外科醫生必須極其專註的工作,一次往往需要幾個小時,並且姿勢可能非常不舒服。

在奈梅亨的拉德堡德大學醫療中心的耳鼻喉科及顱底外科醫生Dirk Kunst的請求,Jordan Bos開發了一種機器人來至少部分接管此類手術。他首先訪問了20個顱底手術來研究這些干預,然後設計了20個概念。他創建了最佳概念的詳細設計,並構建了一個原型,該原型已準備就緒,並且已經進行了第一次技術測試。

先進的機械臂

這個全新的機器人名叫RoBoSculpt,它可以根據外科醫生的準確指令進行工作,外科醫生需要明確指出病人顱底CT上的哪塊骨頭機器人必須移除。這個機器人實際上是一個非常先進的機械臂,它可以操作現在哪些外科手術鑽孔工具。在手術前,將頭部準確地固定在位置上,然後將機器人銑削所需的腔體。

從原理上來說,機器人工作速度更快,所需的時間更短。預計使用該機器人能更快更準確地完成手術,恢復時間更短,並且會減少併發症和康復治療。同時,這也使這些手術對患者的壓力更小,而且潛在的費用更低。外科醫生則可以從繁重的工作中解脫出來,即使年老之後也能繼續做自己的工作。

從本質上來說,這個機器人實際上是一台先進的電腦控制銑床或數控銑床,它有7個軸,可以實現所有可能的角度。儘管軸的數量很多,但由於非常緊湊、高剛性、低重量和最小的軸向間隙,機器人非常精確。機器人也可以覆蓋無菌層,這在手術室是很重要的。

Bos的聯合開發人、顱底外科醫生Dirk Kunst也非常熱衷於機器人研究,「這是邁向未來手術室的重要一步,RoBoSculpt是外科醫生和機器之間的最佳合作夥伴,它們相互補充,為病人取得最佳效果。」

獲取經驗

據了解,機器人的第一次臨床測試將與今年在拉德堡德大學醫療中心進行,而在人類身上進行的第一次手術則需要等到兩到三年之後。最可能的第一步是機器人做準備工作,外科醫生自己完成關鍵部分,以便讓機器人獲得安全方面的經驗。Eindhoven醫療機器人公司計劃與埃因霍溫理工大學合作,將該技術商業化。

預編程執行外科手術的機器人是一個新的發展方向,儘管如此,Bos並不認為機器人能在短期內完成其他各種操作。「這種機器人的設計只適用於人體硬結構的精密應用,特別是骨骼,軟組織不能以足夠的精度固定。」

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