日前,我國(guó)自主研發(fā)的主動(dòng)式超聲引導(dǎo)下穿刺輔助機(jī)器人系統(tǒng)成功應(yīng)用于臨床。該項(xiàng)技術(shù)先后治療肝腎囊腫患者十余例,穿刺精度均控制在±2mm以內(nèi),效果良好,填補(bǔ)了我國(guó)在超聲引導(dǎo)下微創(chuàng)治療領(lǐng)域的空白,也表明了解放軍總醫(yī)院超聲科在自主創(chuàng)新領(lǐng)域又上一個(gè)新臺(tái)階。
據(jù)了解,該輔助機(jī)器人系統(tǒng)由解放軍總醫(yī)院超聲科和清華大學(xué)精密儀器系機(jī)器人及其自動(dòng)化研究所歷經(jīng)3年研發(fā)而成。其中,超聲引導(dǎo)肝腫瘤消融治療機(jī)器人系統(tǒng)由醫(yī)療機(jī)器人、微波消融專家?guī)?、超聲圖像處理和定位四個(gè)子系統(tǒng)組成。超聲圖像的三維重建配準(zhǔn)和機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制是整個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵和難點(diǎn)。項(xiàng)目組將任務(wù)進(jìn)行分解、逐個(gè)攻克。經(jīng)過(guò)不懈努力,終于設(shè)計(jì)出一套完整的三維圖像軟件,能夠初步實(shí)現(xiàn)三維超聲可視化、介入手術(shù)計(jì)劃、介入手術(shù)模擬、圖像匹配算法和導(dǎo)航功能。
憑借前期工作的積累,研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后完成了基于磁定位系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)、基于自由臂掃查的三維超聲重建算法、以解剖標(biāo)志點(diǎn)為基礎(chǔ)的人工匹配方法、實(shí)時(shí)圖像與術(shù)前三維圖像的聯(lián)動(dòng)。在被動(dòng)式機(jī)器人的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)五自由度主動(dòng)式機(jī)器人穿刺系統(tǒng)。機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)包括手臂和手腕兩部分,其中,手臂運(yùn)動(dòng)確定機(jī)器人末端,即引導(dǎo)裝置末端的位置,手腕運(yùn)動(dòng)確定機(jī)器人末端的姿態(tài)。手腕結(jié)構(gòu)采用遠(yuǎn)心運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,這種設(shè)計(jì)更加小巧靈活,便于拆卸和消毒。
目前,超聲引導(dǎo)下穿刺輔助機(jī)器人系統(tǒng)已在關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破,獲得了一系列研究成果。今后,項(xiàng)目研究組將對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的臨床應(yīng)用情況進(jìn)行認(rèn)真總結(jié),科學(xué)分析,不斷完善,為下一步投入腫瘤消融治療打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【編 輯:侯 婷】