两个小孩

手术机器人带来“超能力” 工程师和临床医生携手攻关成科研默契搭档

2020-07-13 16:05:24 来源: 新民晚报APP、新民晚报字体[ ]

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新民晚报首席记者 左妍 文 新民晚报首席记者 刘歆 摄


手术室内,手术医疗机器人灵活并稳稳地旋转着手臂,医生与机器人完美配合,就能完成一台精确、稳定的手术操作。


机器人手术被称为第三代外科手术革命,但在我国,手术机器人的研发未追赶上发达国家的脚步。日前,上海第九人民医院与上海交通大学医疗机器人研究院深度“拥抱”,成立手术机器人临床研究中心,目前已入驻4个专科团队,部分产品已见雏形,很快就要投入临床试验。


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图说:“微耳”手术机器人具有定位准确、无抖动、高精度的特点 新民晚报首席记者 刘歆 摄(下同)


工程师蹲点医院看手术直播


“上海交通大学医疗机器人研究院-第九人民医院临床联合研究中心”5月宣布在九院手术机器人临床研究中心实体运行,将手术机器人临床研究中心建在医院,里头有啥亮点?


记者日前走访该中心,见几位年轻人坐在一起“围观”一台耳科手术直播,还不时交谈比划。一旁的机器人实验室D属于听觉植入手术机器人项目组,负责人是九院院长、耳鼻咽喉头颈外科吴皓教授。


项目组正在开展国产听觉植入手术机器人的自主研发,已初步完成耳科手术机器人、人工耳蜗电极植入装置、预弯电极植入装置的设计及样机制作。团队成员贾欢副主任医生指着一个半身机器人告诉记者,耳科手术机器人的研发目标是为让人工耳蜗植入等听觉重建手术能更加精细、微创,让患者能获得更好的听力。


图说:“围观”耳科手术直播

 

因为要研发机器人,上海交大和相关合作企业的工程师隔三岔五会到九院来蹲点,除了观摩手术“实况”,还要与临床医生交谈,从实际出发设计适合专门手术场景的产品。


“比方说机器人的工作空间具体是多大、通过哪种路径工作,机械臂运动中会不会对原有布局有妨碍,如果不多看几场真实的手术,是很难有直观感受的。”贾欢还从机器人“手”中拿出了一个镊子样的手术器械,“这个器械是为了机器人手术特别改制的,因为进耳朵的器械末梢一定要非常精细,同时也要考虑到机器人操控器械的特性,这个产品前后改了四五次,试制了两三次,终于让医生满意了。”


图说:医生操控“微耳”手术机器人


二楼的一间实验室由口腔颌面-头颈肿瘤科张陈平教授项目组负责,记者看到了一条人腿模型和夹有手术工具的机器人样机。口腔手术与小腿何干呢?项目组工程师胡俊磊解释道,下颌骨重建,需切人小腿上一段15厘米左右的腓骨,塑形成4段,左右各2段,并拼成一个V字,装入颌骨部位。


“尽管人手也可以实现锯骨,但如果用手术机器人来辅助医生操作的话,塑形更精准,能防抖动,对患者的创伤也更小。”小胡说,经过与临床医生的多次沟通,现在已打算把初代产品中的往复锯改成摆锯,并且开发更符合临床实际的机械臂替换目前工业中常用的“多关节”粗壮机器臂,进一步确保手术中的安全。


临床医生全程参与研发过程


在眼科范先群教授项目组的实验室里,眼科医生李寅炜举着眼眶模型向记者解释了科室研发的眼眶外科手术机器人。李寅炜是临床医生,除了看门诊、做手术,还要做科研。他说,他们研发的基于内镜导航系统的手术机器人,相当于给机器人装上眼睛,给内镜导航再配上双手。


眼眶手术空间小,视野窄,复杂眼眶手术需要精准、稳定且 “刚柔并济”,难度不小。团队开发的内镜图像引导系统可以精确定位和显示视神经等重要结构的位置,如同给了医生一双“透视眼”,将提高操作精度、减小诊疗创伤。


“1996年,范教授就开展数字化眼眶外科技术的研发了,到现在的手术机器人研究,已经经历了20多年攻坚克难。”小李说,内镜导航监控下的眼眶外科机器人系统研发成功后,可更轻松地实施复杂眼眶手术。


图说:工程师在调试手术机器臂


眼科的实验室隔壁,是口腔颅颌面科沈国芳教授领衔的颅颌面截骨机器人项目组,开发颅颌面激光截骨手术机器人系统。

科室医生张文斌说,飞秒激光用来手术,无热熔,精度高,但用于颌面深部截骨,需要解决如何灵活地将高能量激光导入术野。


他们团队研发了光纤激光截骨,并通过特殊设计的机器人,将高强度激光引入狭小的颅颌面空间内,从而实现微创的精准截骨。


医院内搭建医工交叉大平台


2年前,九院就率先成立了手术机器人临床研究中心,是上海交通大学医疗机器人研究院设立的首批临床转化中心之一,已探索出一条医工结合的成功之路。九院院长、手术机器人临床研究中心主任吴皓教授认为,这正是推进产学研医工结合、推进成果快速转化、实现上海科创中心建设目标的重要载体。



图说:颅颌面激光截骨手术机器人系统研发


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上海交通大学医疗机器人研究院-第九人民医院临床联合研究中心主任,九院院长、耳鼻咽喉头颈外科吴皓教授接受记者采访时介绍


“我们专注于开发具有专科特色的国产手术机器人。以听觉植入手术机器人为例,现代及未来人工耳蜗手术的核心内容是微创化、精准化,机器人辅助人工耳蜗植入手术正是这两项内容完美结合的最佳体现。目前,九院4个项目即眼眶外科手术机器人、颅颌面截骨机器人、颌骨重建机器人以及听觉植入手术机器人的研发齐头并进,每个项目都由临床医生、工程师全程参与。只有工程师和医生一起走进手术室,才能了解医生到底要什么。”吴皓认为,医工交叉正成为一种创新路径,在医工交叉的一个大平台上,未来团队还可分享成果及经验,促进学科之间的交叉融合。


吴皓表示,建设高水平的医疗机器人核心技术研发平台,可推动我国医疗机器人技术的创新研究、技术转化及临床应用,最终惠及民生。目前,上海正加快建设亚洲医学中心城市的进程;在新冠疫情防控进入常态化的形势下,采用医工结合等学科深度交叉融合的方式去解决临床面临的重大问题,显得愈发迫切和重要。


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[责任编辑: 郭勇]