該系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)了AI+手術(shù)機(jī)器人在腦部手術(shù)領(lǐng)域的突破，并且?guī)?lái)了腦部手術(shù)精準(zhǔn)度的大幅提升。
1、首個(gè)，用于微創(chuàng)神經(jīng)外科柔性手術(shù)機(jī)器人
據(jù)悉，MicroNeuro是世界上第一個(gè)用于微創(chuàng)神經(jīng)外科的柔性機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成了柔性內(nèi)鏡、精密控制和人工智能等技術(shù)，以應(yīng)對(duì)腦組織脆弱、空間小、手術(shù)操作困難等挑戰(zhàn)，打破了人手眼腦能力的極限。
由中國(guó)科學(xué)院香港創(chuàng)新研究院人工智能與機(jī)器人創(chuàng)新中心劉宏斌教授及香港中文大學(xué)神經(jīng)外科陳達(dá)明教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)。這款特別針對(duì)腦部微創(chuàng)手術(shù)的神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人，可在幾乎不傷害正常腦組織的前提下，進(jìn)行穩(wěn)、準(zhǔn)、可見(jiàn)的智能化微創(chuàng)手術(shù)。
MicroNeuro用于進(jìn)行深部顱內(nèi)手術(shù)，如心室手術(shù)，三叉神經(jīng)痛和腦出血減壓，幫助數(shù)百萬(wàn)患者緩解疼痛，挽救生命。
微神經(jīng)機(jī)器人在顱內(nèi)神經(jīng)外科具有重要的臨床價(jià)值，現(xiàn)有技術(shù)主要使用剛性內(nèi)窺鏡或顯微鏡來(lái)到達(dá)手術(shù)部位的位置。
因此，為了人為地創(chuàng)造“線性”手術(shù)軌跡，需要在顱骨上創(chuàng)建一個(gè)大的骨窗，并且需要收回健康的腦組織。而所有這些操作都會(huì)對(duì)大腦造成損害，并增加手術(shù)并發(fā)癥的可能性。
MicroNeuro與現(xiàn)有技術(shù)不同，該設(shè)備使用靈活的內(nèi)窺鏡，可實(shí)現(xiàn)額外的安全性，靈活性并實(shí)現(xiàn)非線性手術(shù)軌跡。
并使用基于MRI圖像的術(shù)前計(jì)劃，MicroNeuro以侵入性最小的方式通過(guò)自然腦腔到達(dá)目標(biāo)位置。
MicroNeuro適用于進(jìn)行大多數(shù)顱內(nèi)微創(chuàng)手術(shù)，包括三叉神經(jīng)痛的腦出血減壓，可惠及全球數(shù)百萬(wàn)患者。
2、通過(guò)臨床試驗(yàn)驗(yàn)證可適用性
據(jù)悉，MicroNeuro已經(jīng)進(jìn)行了幾項(xiàng)內(nèi)窺鏡第三腦室造瘺術(shù)和松果體活檢的尸體試驗(yàn)，用于治療松果體區(qū)域生殖細(xì)胞腫瘤。
在現(xiàn)有的手術(shù)方法需要兩名外科醫(yī)生，并且通常需要兩條侵入性穿透皮層的軌跡，這對(duì)正常的腦組織造成很大的損害。
陳明教授及劉漢教授在尸體試驗(yàn)中使用微神經(jīng)進(jìn)行松果體活檢
該團(tuán)隊(duì)在世界上首次證明，使用MicroNeuro，單個(gè)外科醫(yī)生可以通過(guò)一個(gè)具有一條軌跡的顱孔完成所有必需的手術(shù)任務(wù)，從而將腦組織損傷減少至少50%。更重要的是，侵入性的減少也減少了手術(shù)并發(fā)癥。
此外，在此前2022年9月，MicroNeuro微創(chuàng)顱內(nèi)手術(shù)機(jī)器人在香港成功開(kāi)展首例深位顱內(nèi)活檢手術(shù)尸體實(shí)驗(yàn)，標(biāo)志著該機(jī)器人的主要功能研發(fā)成功。
MicroNeuro手術(shù)前進(jìn)行體外測(cè)試
據(jù)悉，該次開(kāi)展的人體實(shí)驗(yàn)則主要驗(yàn)證了通過(guò)一個(gè)顱骨創(chuàng)口，使用MicroNeuro機(jī)器人輔助柔性內(nèi)窺鏡進(jìn)行第三腦室造瘺與活檢采樣的可行性。
MicroNeuro由陳達(dá)明醫(yī)生操作，在抵達(dá)“患者”第三腦室深處后進(jìn)行活檢并在退出內(nèi)鏡時(shí)釋放鎳鈦絲作為柔性內(nèi)鏡運(yùn)動(dòng)路徑的參考物，待手術(shù)完成后由CT驗(yàn)證位置。
MicroNeuro的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)（AR）讓醫(yī)生在手術(shù)中“透視”看到柔性內(nèi)窺鏡與腦內(nèi)組織結(jié)構(gòu)的三維空間位置關(guān)系
手術(shù)前MRI圖像與手術(shù)后X光對(duì)比結(jié)果表明，機(jī)器人的柔性內(nèi)鏡末端成功抵達(dá)第三腦室松果體區(qū)，充分驗(yàn)證了使用MicroNeuro在第三腦室與側(cè)腦室手術(shù)的可行性，展示了該機(jī)器人良好的運(yùn)動(dòng)控制精度。
MicroNeuro成功經(jīng)彎曲的腦室腔道抵達(dá)第三腦室底部，并進(jìn)行活檢取樣。在退出過(guò)程中，MicroNeuro同時(shí)釋放0.2mm鎳鈦絲，以標(biāo)記柔性內(nèi)鏡行進(jìn)軌跡，證明手術(shù)成功
3、AI與神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人密不可分
機(jī)器人技術(shù)在神經(jīng)外科中的使用與醫(yī)學(xué)成像和導(dǎo)航技術(shù)的使用緊密結(jié)合，這些技術(shù)在過(guò)去幾十年中徹底改變了神經(jīng)外科手術(shù)。在許多手術(shù)中，定位和暴露感興趣的解剖結(jié)構(gòu)需要大量的專業(yè)知識(shí)、時(shí)間和護(hù)理，以避免不必要的組織損傷。
因此，圖像引導(dǎo)在神經(jīng)外科中起著至關(guān)重要的作用，神經(jīng)外科是神經(jīng)外科醫(yī)生武器庫(kù)中不可或缺的工具。而事實(shí)上，導(dǎo)航之所以在神經(jīng)外科手術(shù)中產(chǎn)生如此大的影響，是由于與神經(jīng)外科手術(shù)相關(guān)的固有風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，例如在高度雄辯的區(qū)域進(jìn)行手術(shù)，周圍有許多血管和非常脆弱和敏感的腦實(shí)質(zhì)。
在涉及大腦和脊柱的手術(shù)需要高度的技術(shù)熟練程度，機(jī)器人系統(tǒng)可能在實(shí)現(xiàn)預(yù)期結(jié)果方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。從歷史上看，神經(jīng)外科醫(yī)生將機(jī)器人技術(shù)引入其實(shí)踐的速度比其他外科專業(yè)慢，但專門為神經(jīng)外科開(kāi)發(fā)的幾個(gè)新機(jī)器人系統(tǒng)有助于將技術(shù)進(jìn)步融入臨床實(shí)踐。
如今，機(jī)器人賦予了執(zhí)行技術(shù)上困難的、通常是重復(fù)性任務(wù)的能力，具有很高的精度，使它們非常適合用于各種神經(jīng)外科手術(shù)。在功能性神經(jīng)外科領(lǐng)域，機(jī)器人系統(tǒng)通過(guò)消除人為解釋和操作框架和弧坐標(biāo)系簡(jiǎn)化了插入sEEG電極的過(guò)程，從而減少了靶向誤差，從而提高了準(zhǔn)確性。
而上述MicroNeuro在腦神經(jīng)外科使用， 表明這可能在不久的將來(lái)，會(huì)在臨床實(shí)踐中增加使用；如此看來(lái)，人工智能和神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人有著密切的關(guān)系。目前，人工智能主要用于輔助神經(jīng)外科手術(shù)。它通過(guò)高精度的機(jī)械臂和高清晰度的攝像頭，可以幫助醫(yī)生進(jìn)行更加精準(zhǔn)、安全的手術(shù)操作。
人工智能技術(shù)在神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人中扮演著重要的角色，首先，人工智能技術(shù)可以幫助機(jī)器人進(jìn)行自主決策，根據(jù)患者的病情和手術(shù)需求，自動(dòng)調(diào)整機(jī)器人的操作方式和路徑。其次，人工智能技術(shù)可以幫助機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)的圖像分析和識(shí)別，快速準(zhǔn)確地定位手術(shù)區(qū)域和相關(guān)組織，提高手術(shù)的安全性和成功率。
目前，全球范圍內(nèi)已經(jīng)有多家公司和機(jī)構(gòu)在研發(fā)神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人，并且取得了一定的進(jìn)展。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，神經(jīng)手術(shù)機(jī)器人的應(yīng)用前景也將越來(lái)越廣闊。
如今MicroNeuro在人工智能的輔助下，實(shí)現(xiàn)纖細(xì)柔性手術(shù)工具在顱內(nèi)的精準(zhǔn)控制，控制手術(shù)誤差小于1mm；證明了MicroNeuro所采用的技術(shù)路線符合神經(jīng)外科趨勢(shì)發(fā)展的需求。
未來(lái)，MicroNeuro機(jī)器人系統(tǒng)的臨床使用可以極大地降低神經(jīng)外科手術(shù)對(duì)病人的創(chuàng)傷及并發(fā)癥，后續(xù)醫(yī)械一線也將持續(xù)關(guān)注。
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