提到手術(shù)機(jī)器人，信任各人皆正在腦海里皆會(huì)造成一個(gè)場(chǎng)景，是一個(gè)自動(dòng)的機(jī)器人可能完整取代大夫去做一些手術(shù)的操縱，這是咱們將來(lái)尋求的方針，現(xiàn)實(shí)情況是咱們現(xiàn)階段正在做的機(jī)器人有林林總總，還遠(yuǎn)不到達(dá)那樣的一個(gè)場(chǎng)景，但咱們?nèi)匀徽诔⒄l(shuí)標(biāo)的目的來(lái)盡力。
據(jù)沒(méi)有完整統(tǒng)計(jì)，全世界也許有至少一百種以上的手術(shù)機(jī)器人，用正在各個(gè)學(xué)科、各類(lèi)形態(tài)，比如說(shuō)有機(jī)器臂式的、多個(gè)機(jī)器臂式的、蛇形的林林總總的機(jī)器人。以是實(shí)際上關(guān)于手術(shù)機(jī)器人這個(gè)范疇來(lái)講，現(xiàn)階段是一個(gè)百花齊放的如許的期間。
遵守大夫操縱的主從型手術(shù)機(jī)器人
關(guān)于手術(shù)機(jī)器人，總的來(lái)說(shuō)可以分紅兩大類(lèi)。第一大類(lèi)從2000年起頭，正在美國(guó)便曾經(jīng)有良多商業(yè)化的產(chǎn)物。最主流的、現(xiàn)階段正在全世界使用最普遍的，叫做主從型手術(shù)機(jī)器人。
圖|主從型手術(shù)機(jī)器人
甚么叫主從型手術(shù)機(jī)器人呢？它實(shí)在是遵守大夫的遙操縱去停止手術(shù)的一類(lèi)機(jī)器人。大夫四肢并用正在控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)操縱，機(jī)器人會(huì)擺在手術(shù)床旁，由機(jī)器人的三四個(gè)以至最多有五個(gè)機(jī)器臂，去實(shí)現(xiàn)對(duì)大夫的全部手術(shù)的跟蹤。那么當(dāng)大夫停止一切的操縱的時(shí)間，機(jī)器人正在病人的體內(nèi)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的操縱，以是咱們把它稱(chēng)之為主從型的手術(shù)機(jī)器人。
那一類(lèi)的機(jī)器人現(xiàn)階段正在腹腔手術(shù)、胸腔手術(shù)中失掉了大批使用。可是咱們明天所探討的神經(jīng)外科這個(gè)范疇，那類(lèi)機(jī)器人使用場(chǎng)景是比力小的，此中的緣故原由便在于這類(lèi)跟蹤大夫手術(shù)操縱的機(jī)器人必需正在一個(gè)有很好的手術(shù)空間的規(guī)模內(nèi)，以是比如說(shuō)正在腹腔的腔道中，或許是正在胸腔的腔體中，機(jī)器人可以有自由的空間來(lái)舉止。
可是正在神經(jīng)外科這個(gè)范疇，也就是咱們道的腦手術(shù)這個(gè)范疇，由于腦組織是一個(gè)實(shí)體，以是這類(lèi)類(lèi)型的機(jī)器人實(shí)際上是不門(mén)徑停止一個(gè)很好的操縱的，那么便引出來(lái)了咱們明天要探討的第二大類(lèi)的手術(shù)機(jī)器人，是叫做定位型的手術(shù)機(jī)器人。
圖|導(dǎo)航型定位手術(shù)機(jī)器人
手術(shù)機(jī)器人資助大夫定位，辦理神經(jīng)外科手術(shù)年夜難題！
定位型手術(shù)機(jī)器人是怎么樣辦理神經(jīng)外科中的問(wèn)題的呢？咱們先看一下神經(jīng)外科的手術(shù)的需要。
正在神經(jīng)外科中，有一大類(lèi)叫微創(chuàng)的平面定向手術(shù)，是愿望可能把臨床之前開(kāi)顱停止的一些手術(shù)微創(chuàng)化。那么當(dāng)微創(chuàng)的時(shí)間，對(duì)大夫最大的應(yīng)戰(zhàn)是甚么呢？實(shí)際上也十分的明白，關(guān)于臨床來(lái)說(shuō)，大夫正在看不到的環(huán)境下必需停止打孔、拔出引誘安裝，最初拔出它響應(yīng)的電極、活檢針或許是引流安裝等等這類(lèi)的問(wèn)題。
正在如許的一類(lèi)需要下，關(guān)于大夫來(lái)說(shuō)，我從哪個(gè)標(biāo)的目的、從哪個(gè)地位去插進(jìn)去是最須要的。那如許的一個(gè)手術(shù)術(shù)式關(guān)于臨床來(lái)說(shuō)，便須要有一個(gè)自動(dòng)的對(duì)象，或許是手動(dòng)的對(duì)象去資助大夫?qū)崿F(xiàn)定位，那就是神經(jīng)外科叫平面定向手術(shù)的一大類(lèi)的需要。
這個(gè)需要十分的普遍，它可以用正在癲癇、帕金森、腦腫瘤、腦出血等等范疇。好比癲癇手術(shù)，它以至沒(méi)有只有插一根，另有能夠要插多根電極到人的腦組織內(nèi)里來(lái)。那怎樣有一個(gè)更好用的對(duì)象去資助大夫，就是一個(gè)很緊張的問(wèn)題。
以癲癇為例，正在中國(guó)癲癇也許有一千萬(wàn)的患者，此中30%也就是約300萬(wàn)的患者是藥物難以節(jié)制的，這些患者內(nèi)里良多是兒童，那么這些患者內(nèi)里又有瀕臨一半的患者是得當(dāng)手術(shù)醫(yī)治的。但是實(shí)際的手術(shù)醫(yī)治每一年只有一萬(wàn)例，那么那1萬(wàn)對(duì)150萬(wàn)的如許年夜的比例差是怎樣形成的呢？
此中很緊張的一個(gè)緣故原由便在于咱們并不一個(gè)很適合的、很便利的手腕去資助臨床停止這類(lèi)微創(chuàng)的手術(shù)，那么此刻是采取什么樣的方法呢？由于適才也講了，關(guān)于那一類(lèi)的手術(shù)內(nèi)里最緊張的是有一個(gè)資助大夫停止定位的對(duì)象。
給骨頭釘顱釘？傳統(tǒng)定位方法給病人帶來(lái)極大苦楚！
咱們此刻做的這件工作，實(shí)際上經(jīng)由過(guò)程傳統(tǒng)的方法也是可以實(shí)現(xiàn)的，可是實(shí)現(xiàn)的難度會(huì)遠(yuǎn)比機(jī)器人要下，此刻是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？
京東分揀機(jī)器人供應(yīng)商快遞分揀機(jī)器人的功能起首，病人正在手術(shù)的當(dāng)天早上，必需要正在他的頭上卡一個(gè)平面定向頭架，這個(gè)頭架是一個(gè)雜主動(dòng)的機(jī)器安裝，是須要正在病人蘇醒的形態(tài)下間接釘?shù)斤B骨上，保障跟病人的頭完整沒(méi)有動(dòng)。正在人的蘇醒的形態(tài)下，正在前額跟后腦勺釘四顆顱釘，間接釘?shù)焦穷^上是一種怎樣的苦楚？
雖然咱們可以正在部分挨一些麻藥，可是當(dāng)您擰顱骨釘?shù)臅r(shí)間對(duì)全部頭皮的連累也會(huì)形成極大的苦楚。正在實(shí)際手術(shù)時(shí)，病人躺到手術(shù)床前帶著如許的一個(gè)框架，正在下面上一個(gè)坐標(biāo)弓，然后經(jīng)由過(guò)程如許的一個(gè)坐標(biāo)弓純機(jī)器的方法，資助大夫?qū)崿F(xiàn)定位，那就是全部的手術(shù)的方法。
從我適才對(duì)手術(shù)方法的描寫(xiě)來(lái)看，如許的一個(gè)定位的框架對(duì)患者來(lái)講有很大的問(wèn)題，第一個(gè)問(wèn)題是患者須要正在蘇醒的形態(tài)下帶這個(gè)架子，關(guān)于病人特殊是兒童患者十分天苦楚。
我之前跟過(guò)良多如許的臨床手術(shù)，正在手術(shù)的時(shí)間給兒童釘頭架關(guān)于兒童來(lái)講十分苦楚，特殊是正在我有了小孩之后，這類(lèi)場(chǎng)景我完整是沒(méi)法來(lái)看的。以是從如許的角度來(lái)說(shuō)，這類(lèi)蘇醒時(shí)佩帶頭架，關(guān)于兒童會(huì)有極大的創(chuàng)傷。
同時(shí)它有良多其他的問(wèn)題，比如說(shuō)耗損的工夫少，須要幾個(gè)大夫重復(fù)地去對(duì)刻度尺，同時(shí)存在一些植入的死角，關(guān)于一些臨床的術(shù)式是沒(méi)有得當(dāng)?shù)摹Ｄ窃蹅冇檬裁礃拥姆椒梢詠?lái)辦理傳統(tǒng)手術(shù)上的一些局限性呢？
智能分揀機(jī)器人市場(chǎng)狀況咱們?cè)竿乱淮漠a(chǎn)物該當(dāng)苦楚小，不死角，該當(dāng)是個(gè)自動(dòng)化的安裝。由此咱們研發(fā)了，咱們新一代的神經(jīng)外科的定位安裝，也就是咱們適才提到的手術(shù)機(jī)器人。
分揀機(jī)器人有幾類(lèi)手術(shù)機(jī)器人的”眼”、”腳”、”腦”是若何協(xié)作的？
省分揀機(jī)器人機(jī)器人由三個(gè)部門(mén)構(gòu)成。第一部門(mén)，當(dāng)然它要有一個(gè)腳，也就是機(jī)器臂。第二部門(mén)，它要有一個(gè)眼睛，眼睛資助機(jī)器人去定位病人的地位。第三部門(mén)，也是最焦點(diǎn)的，它要有一個(gè)大腦，大腦資助機(jī)器人自動(dòng)天斷定，它該當(dāng)來(lái)什么樣的地位，沒(méi)有該當(dāng)碰到什么樣的器材。這是構(gòu)成全部機(jī)器人的三個(gè)部門(mén)。
那么從那三個(gè)組成部分，便可以總結(jié)出咱們機(jī)器人正在實(shí)際手術(shù)中的流程。第一步，要經(jīng)由過(guò)程計(jì)算機(jī)的大腦去實(shí)現(xiàn)手術(shù)門(mén)路的計(jì)劃，也就是大夫要基于術(shù)前的磁共振的影像、CT的影像把它配準(zhǔn)融會(huì)到一路，在術(shù)前便可以曉得病人的頭腦內(nèi)里是什么樣的一個(gè)環(huán)境，要基于什么樣的一個(gè)通道，實(shí)現(xiàn)對(duì)病人的響應(yīng)門(mén)路的穿刺定位。
第二步，當(dāng)大夫在術(shù)前的籌劃中把這個(gè)地位計(jì)劃好之后，把機(jī)器人推到了病人的手術(shù)床前，機(jī)器人經(jīng)由過(guò)程本人的眼睛，也就是咱們此刻采取的無(wú)接觸式的激光定位，去實(shí)現(xiàn)對(duì)病人頭部的定位。
當(dāng)曉得了病人的頭實(shí)際正在甚么地位，第三步對(duì)機(jī)器人來(lái)講便很簡(jiǎn)略了，它可以自動(dòng)天履行大夫術(shù)前正在磁共振或許是CT的影像下面計(jì)劃的門(mén)路實(shí)現(xiàn)定位，大夫正在這個(gè)定位的地位上停止前期的手術(shù)操縱。那就是全部機(jī)器人實(shí)際的操縱流程。
那么咱們慢慢地來(lái)剖析，機(jī)器人詳細(xì)是怎么樣操縱的。從第一個(gè)手術(shù)籌劃的層面上，大夫最存眷的問(wèn)題是計(jì)劃一個(gè)怎樣的門(mén)路，或許是多根門(mén)路，可能精確天到達(dá)我想要的地位。與此同時(shí)，最緊張的是要避開(kāi)顱內(nèi)的緊張血管，制止顱內(nèi)出血。
機(jī)器人正在這里做甚么事情呢？它可能經(jīng)由過(guò)程術(shù)前的磁共振或許CT的二維斷層的電影及時(shí)天做出三維的重修，讓大夫直觀(guān)天看到正在病人的腦組織內(nèi)里腦溝回少的是甚么樣子的，血管是少的甚么樣子的，可以直觀(guān)天正在三維的影像上面臨門(mén)路停止計(jì)劃，如許就可以看該當(dāng)怎樣避開(kāi)顱內(nèi)的血管。
以是那張圖便可以看出，咱們可能經(jīng)由過(guò)程磁共振的影像，重修出三維模子的病人腦組織跟血管，跟真實(shí)的實(shí)際病人開(kāi)顱的照片做了一個(gè)比照，它的真實(shí)性十分的好，那一點(diǎn)對(duì)臨床來(lái)講十分緊張，由于臨床要基于大夫術(shù)前重修的影像停止門(mén)路計(jì)劃，這個(gè)影像重修的真實(shí)與否，關(guān)于終極若何躲避血管、制止顱內(nèi)出血有緊張的意思。
從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，咱們的籌劃軟件可以做到：第一，沒(méi)有受外洋高貴的軟件洽購(gòu)的限定；第二，咱們可能真正天把本來(lái)手術(shù)的出血的概率降低一半以上；第三，咱們可以經(jīng)由過(guò)程如許的一個(gè)計(jì)劃軟件，大幅度縮短大夫傳統(tǒng)計(jì)劃的手術(shù)工夫。咱們的軟件曾經(jīng)正在天下大批的病院被利用，現(xiàn)階段正在天下曾經(jīng)有跨越5000臺(tái)的手術(shù)停止一樣平常的利用。
當(dāng)大夫?qū)崿F(xiàn)了術(shù)前的計(jì)劃之后，第二步就是當(dāng)機(jī)器人推到手術(shù)的床前時(shí)，手術(shù)機(jī)器人須要曉得病人的頭究竟正在甚么地位，它才氣精確天達(dá)到地位。那么它是怎么樣曉得的呢？
各人若是玩過(guò)Kinect游戲的話(huà)，實(shí)際上可以明白為是正在機(jī)器人的前端裝了一個(gè)超高精度的Kinect，咱們經(jīng)由過(guò)程如許一個(gè)有深度信息的攝像頭，或許是定位安裝可能間接捕獲病人頭的地位，拿到病人頭的實(shí)際的地位和術(shù)前的影像上的地位如許的一個(gè)關(guān)聯(lián)。
第三步機(jī)器人會(huì)自動(dòng)天履行到預(yù)約的手術(shù)地位，大夫便正在機(jī)器人引誘的這個(gè)地位上停止穿刺、打孔跟植入的操縱。圖中也可以看出經(jīng)由過(guò)程咱們的機(jī)器人可能到達(dá)一個(gè)十分精準(zhǔn)的定位精度，那關(guān)于臨床是十分無(wú)效的。
那么從術(shù)后的那兩幅影像上也可以看出來(lái)，黑色的部門(mén)是術(shù)前計(jì)劃的門(mén)路，紅色的是術(shù)后經(jīng)由過(guò)程CT重修出來(lái)的實(shí)際的植入地位，可以看出術(shù)后的植入地位跟術(shù)前的黑色的門(mén)路是高度的同等的，這個(gè)關(guān)于臨床來(lái)講便辦理了高精度的問(wèn)題。
同時(shí)因?yàn)闄C(jī)器人有很好的定位方式，便完整沒(méi)有須要正在病人術(shù)前再釘定向頭架了，以是病人在術(shù)前是完整不苦楚的。并且機(jī)器人因?yàn)樗鶄€(gè)自由度的特色，它可以完整無(wú)死角天達(dá)到病人頭四周的任何地位，同時(shí)可能連結(jié)很下的服從。
以是當(dāng)機(jī)器人可能失掉大批的臨床使用的時(shí)間，它便可以使全部的手術(shù)工夫降低60%以上。那么將來(lái)正在天下可能展開(kāi)癲癇外科的病院數(shù)目便會(huì)大大的進(jìn)步，由于手術(shù)全部的復(fù)雜度失掉了大大的降低，同時(shí)可能搜集的患者數(shù)目也會(huì)成倍的增長(zhǎng)，這是咱們機(jī)器人現(xiàn)階段正在臨床上一個(gè)十分緊張的意思。
神經(jīng)外科曾經(jīng)走向了機(jī)器人微創(chuàng)的期間，它關(guān)于臨床的意思十分的緊張，神經(jīng)外科的開(kāi)展方興日盛，將來(lái)正在癲癇、帕金森、以至老年癡呆等等范疇另有廣漠的空間須要來(lái)盡力，此中定位的對(duì)象跟微創(chuàng)的醫(yī)治方法也須要不休天刷新跟翻新，這是咱們始終以來(lái)盡力的方針。
從咱們大批打仗臨床病人、打仗神經(jīng)外科的十幾年工夫來(lái)看，咱們?nèi)繄F(tuán)隊(duì)堅(jiān)決天愿望，正在這個(gè)范疇可能降低大夫的操縱門(mén)坎、削減病人的手術(shù)苦楚，愿望可能開(kāi)辟出將來(lái)智能、高效、精準(zhǔn)的手術(shù)機(jī)器人，那將會(huì)極大天降低患者的苦楚、進(jìn)步手術(shù)的成功率、降低手術(shù)的危險(xiǎn)。
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