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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-05-14 08:28
2024年5月9日，索尼公司宣布開發(fā)出一款新型顯微手術機器人，能夠自動更換手術器械并精準控制。
產(chǎn)品原型將于5月13日下午在橫濱2024年電氣電子工程師協(xié)會(IEEE)國際機器人與自動化會議(ICRA 2024) 上展出。
目前該款手術機器人仍處于研發(fā)當中，尚未獲得日本監(jiān)管機構的批準。
研發(fā)背景
在日本，老齡化導致勞動力減少，醫(yī)務人員嚴重短缺，醫(yī)療領域人均工作量加大。
在對技術領域要求比較高的外科領域，使用手術機器人有望減少醫(yī)生的工作量，同時普及先進的醫(yī)療技術。
傳統(tǒng)的手術機器人往往面臨無法自動更換手術器械、手術因此延遲或中斷的問題。
索尼研發(fā)團隊希望，能將顯微外科手術技術與顯微鏡等結合，使得手術機器人能夠?qū)o脈和神經(jīng)等極小的組織進行操作，并利用自動化技術實現(xiàn)手術機器人自行更換手術器械，節(jié)省醫(yī)生精力，幫助手術順利進行。
索尼顯微手術機器人
主要組成部分：控制臺、手術機器人。
產(chǎn)品特點：
設計緊湊：手術機器人的機械臂能以比較小的動作連接、拆卸手術器械，無需人為干預，節(jié)省手術時間；
控制靈敏：索尼開發(fā)出了一種小型輕量控制裝置，可清晰地捕捉到人指尖的細微動作；并且手術機器人的尖端設計使其能夠像人的手腕一樣平滑移動；
4K 高清：顯微手術機器人將安裝 4K 3D立體攝像頭，并采用索尼開發(fā)的1.3英寸4K OLED 微型顯示器，可清晰展示受影響區(qū)域和手術器械的操作，在視覺上支持醫(yī)生的工作。
實驗驗證
2024年2月，使用該原型機的實驗在愛知醫(yī)科大學進行。
非專業(yè)顯微外科的醫(yī)生和醫(yī)務人員在超顯微外科領域 (針對直徑為 0.3mm—0.8mm 的極細血管和神經(jīng)的手術) 成功吻合動物血管，直徑約0.6mm。
這是全球首例超顯微外科領域可自動更換器械的手術輔助機器人實現(xiàn)血管吻合。
愛知醫(yī)科大學解剖學系內(nèi)藤宗和教授表示：
“即使熟練的醫(yī)生也需要經(jīng)年累月的培訓才能掌握顯微外科手術技術。在這項合作研究中，我們對索尼的手術輔助機器人進行了測試。
結果表明，缺乏經(jīng)驗的醫(yī)生能夠?qū)幼鬟M行出色的控制，使他們能夠像專家一樣熟練地執(zhí)行復雜任務。我希望索尼的手術輔助機器人將帶來一個擴展人類醫(yī)生的能力的新時代。”
未來索尼計劃與大學醫(yī)學部和醫(yī)療機構合作，進一步開發(fā)、驗證機器人手術輔助技術的有效性。
精密雙邊控制系統(tǒng)
2021年索尼已經(jīng)研發(fā)精密雙邊控制系統(tǒng)，這是一種遠程控制機器人技術，可以實現(xiàn)縮放10倍細節(jié)操作的同時保持人手的感覺。并將此技術應用到手術機器人當中。
視頻源自索尼R&D官網(wǎng)
雙邊控制是指一種雙向控制方法。原理是從主控設備向機器人發(fā)送運動指令，并且將機器人的信息反饋給主控設備。
這種系統(tǒng)能以10倍的比例來向操作者反饋實際力道。
比如，如果操作者將操縱桿移動10毫米，則機器人的尖端部分就會移動1毫米。如果機器人的尖端部分以1gf（克重，換算成牛頓則為0.0098N）的力碰觸海綿，則會有10gf的力傳遞給操作者。
結語
手術機器人的力感知可作為力反饋的依據(jù)以提升手術的安全性。手術中的力感知包括受力感知和觸覺柔順感知兩個方面，有外體感知和本體感知兩種途徑。
外體感知通常在手術工具的末端集成基于電阻、光纖等的力學傳感器；
而本體感知則在手術機器人位于病人體外的驅(qū)動關節(jié)處安裝傳感器，通過力學模型推導手術工具末端所受的力學信息。
目前，直覺醫(yī)療 Intuitive 推出的達芬奇 5 在這方面獲得的關注比較多。
達芬奇 5 首次引入力傳感技術，可測量術中施加在組織上的微小力。
臨床前研究結果表明，使用力反饋技術之后，施加在組織上的力降幅高達43%，對組織的創(chuàng)傷更小。
來源：MedRobot
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