新型颅底手术机器人非常精确,可以大大减轻外科医生的工作量
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新型颅底手术机器人非常精确,可以大大减轻外科医生的工作
量
在颅底钻孔是一个非常精细的活,往往需要几个小时的时间,并且需要外科医生进行最大限度的干预。荷兰埃因霍温理工大学的研究人员开发了一款新型的手术机器人,可以完成这项任务。
亚毫米精度的机器人可以自动安全地铣削出所需形状和尺寸的腔体。由于设计并制造出这个手术机器人,Jordan Bos在4月16日成功拿到了他的博士学位。机器人有望在五年内完成第一次手术。
为了治疗感染或癌症,或者放置人工耳蜗,全世界的外科医生每年都要在10万人的头上钻孔。这是一项非常棘手的任务,因为他们会碰到很多不能触碰的部位,比如面部和味觉神经,以及内耳和平衡器官。此外,在手术过程中,骨屑和血液会通过显微镜阻碍视线,因此,外科医生必须极其专注的工作,一次往往需要几个小时,并且姿势可能非常不舒服。
在奈梅亨的拉德堡德大学医疗中心的耳鼻喉科及颅底外科医生Dirk Kunst的请求,Jordan Bos开发了一种机器人来至少部分接管此类手术。他首先访问了20个颅底手术来研究这些干预,然后设计了20个概念。他创建了最佳概念的详细设计,并构建了一个原型,该原型已准备就绪,并且已经进行了第一次技术测试。
先进的机械臂
这个全新的机器人名叫RoBoSculpt,它可以根据外科医生的准确指令进行工作,外科医生需要明确指出病人颅底CT上的哪块骨头机器人必须移除。这个机器人实际上是一个非常先进的机械臂,它可以操作现在哪些外科手术钻孔工具。在手术前,将头部准确地固定在位置上,然后将机器人铣削所需的腔体。
从原理上来说,机器人工作速度更快,所需的时间更短。预计使用该机器人能更快更准确地完成手术,恢复时间更短,并且会减少并发症和康复治疗。同时,这也使这些手术对患者的压力更小,而且潜在的费用更低。外科医生则可以从繁重的工作中解脱出来,即使年老之后也能继续做自己的工作。
从本质上来说,这个机器人实际上是一台先进的电脑控制铣床或数控铣床,它有7个轴,可以实现所有可能的角度。尽管轴的数量很多,但由于非常紧凑、高刚性、低重量和最小的轴向间隙,机器人非常精确。机器人也可以覆盖无菌层,这在手术室是很重要的。
Bos的联合开发人、颅底外科医生Dirk Kunst也非常热衷于机器人研究,“这是迈向未来手术室的重要一步,RoBoSculpt是外科医生和机器之间的最佳合作伙伴,它们相互补充,为病人取得最佳效果。”
获取经验
据了解,机器人的第一次临床测试将与今年在拉德堡德大学医疗中心进行,而在人类身上进行的第一次手术则需要等到两到三年之后。最可能的第一步是机器人做准备工作,外科医生自己完成关键部分,以便让机器人获得安全方面的经验。Eindhoven医疗机器人公司计划与埃因霍温理工大学合作,将该技术商业化。
预编程执行外科手术的机器人是一个新的发展方向,尽管如此,Bos并不认为机器人能在短期内完成其他各种操作。“这种机器人的设计只适用于人体硬结构的精密应用,特别是骨骼,软组织不能以足够的精度固定。”