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为骨科医生装“天眼”,新型手术机器人提高救治效率

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来源:科技日报 | 2021-06-16 10:22:29
科技日报 | 2021-06-16 10:22:29
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近日,又一例骨盆骨折手术在海军军医大学第一附属医院(上海长海医院)完成。与以往不同的是,这例手术使用的是该院创伤骨科许硕贵教授团队自主研发的“智微天眼”骨科机器人。与传统开放前路手术相比,机器人手术时长缩短70%,出血不到20毫升,切口仅需1.5厘米,并缩短了患者术后的康复时间。

记者了解到,骨盆骨折手术的优化改进一直是创伤骨科的热点和难点,既往手术治疗需要“大切口”,要在下腹部开一个10-20厘米长的刀口,对骨折部位进行广泛的显露,才能做到精确的复位,风险极高。

此次手术中,手术机器人担当主角。只见C臂机在患者的骨盆部位进行360度全景扫描,利用“自标定二维三维图像转换” 技术将采集的术中数据与术前CT数据进行精确匹配,获得了手术区域神经、血管等详细关系图,再利用“智脑”计算机确定了骨折线的位置、并在狭窄的盆骨中规划出最佳的置钉固定路线,最后将相关数据传输至机械臂中,在机械臂的引导下避开神经、血管、尿道,成功在骨折区域置入一枚用于固定骨盆骨折的螺钉,缝合伤口,手术圆满成功。

智能计算机完成三维规划


在手术机器人引导下完成骨盆骨折精准置钉

置钉完成后与术前规划校验确保精准安全

记者了解到,许硕贵教授团队自2013年开始自主研发新型激光定位导航(手术)系统。该系统能使外科医生精准的找到患者体内金属异物,避免切开很大的刀口寻找。至今金属片取出成功率100%,包括多例解剖位置复杂、暴露定位困难、外院多次手术失败的病例。

然而,这只是解决了精准定位问题,要想实现智能、微创、高效的对创伤患者进行救治,许硕贵教授团队又开始了科研探索。

经过不懈努力,2020年,许硕贵团队在原有的激光定位导航技术基础上,研发了“一脑(智脑)两臂(C臂机和机械臂)智微天眼”骨科手术机器人,并投入临床应用。这套系统以医生的思维模式和心理机制为蓝本,通过一系列协作与协调算法,将机器的控制巧妙融入医生原有工作流,形成极优的人机协同控制结果。这其中核心的激光发射装置(机械臂)的精密制造与控制、自标定二维三维图像转换(人工智能算法)等两项我国原创核心技术,达到了国际领先水平。

“这两项核心技术使手术机器人系统,摆脱了对CT等大型昂贵仪器的依赖,利用几乎所有手术室都会配备的C臂机即可完成,能够覆盖国内各层级医院手术需求,尤其适用于野外、简易手术室等特殊环境下的金属异物取出、微创置钉、深部组织穿刺等快速处置,在提高救治效率的同时降低手术难度,便于基层医生学习掌握。”许硕贵说。

编辑:朱书青 责任编辑:
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